KR20120113430A - Method for fabricating array substrate for fringe field switching mode liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 구리(Cu) 또는 구리합금 재질의 데이터배선과 소스 및 드레인전극을 포함하는 5마스크 공정에 의한 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다. Liquid crystal display devices (LCDs), which are used for TVs and monitors due to their high contrast ratio and are advantageous for displaying moving images, are characterized by optical anisotropy and polarization of liquid crystals. The principle of image implementation by
이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.Such a liquid crystal display is an essential component of a liquid crystal panel bonded through a liquid crystal layer between two side-by-side substrates, and realizes a difference in transmittance by changing an arrangement direction of liquid crystal molecules with an electric field in the liquid crystal panel. do.
최근에는 상-하로 형성된 전기장으로 액정을 구동하는 능동행렬 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 많이 사용되고 있으나, 상-하로 걸리는 전기장에 의한 액정구동은 시야각 특성이 떨어지는 단점을 가지고 있다. Recently, an active matrix liquid crystal display device that drives liquid crystal with an electric field formed up-down has been widely used because of its excellent resolution and video performance. However, liquid crystal driving due to an electric field that is applied up-down has a disadvantage in that the viewing angle characteristics are inferior.
이에, 시야각이 좁은 단점을 극복하기 위해 여러 가지 방법이 제시되고 있는데, 그 중 횡전계에 의한 액정 구동방법이 주목받고 있다. Accordingly, various methods have been proposed in order to overcome the disadvantage that the viewing angle is narrow. Among them, a liquid crystal driving method by a transverse electric field is attracting attention.
도 1은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 단면을 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view of a general transverse electric field type liquid crystal display device.
도시한 바와 같이, 어레이기판인 하부기판(1)과 컬러필터기판인 상부기판(3)이 서로 이격되어 대향하고 있으며, 이 상부 및 하부기판(1, 3)사이에는 액정층(5)이 개재되어 있다. As shown in the figure, the
하부기판(1) 상에는 화소전극(23)과 공통전극(25)이 동일 평면상에 형성되어 있으며, 액정층(5)은 화소전극(23)과 공통전극(25)에 의한 수평전계(L)에 의해 작동된다.On the
이러한 횡전계형 액정표시소자의 하부기판(1)에는 게이트배선(미도시) 및 데이터배선(미도시)에 의해 정의된 각 화소영역에 박막트랜지스터(TFT:Thin Film Transistor)가 형성되며, 상부기판(3)에는 컬러필터층(미도시)과 블랙매트릭스(미도시)가 형성되어, 에폭시 수지와 같은 씨일재(미도시)에 의해 합착된다.A thin film transistor (TFT) is formed in each pixel area defined by a gate wiring (not shown) and a data wiring (not shown) in the
하지만 이러한 횡전계형 액정표시장치는 시야각을 향상시키는 장점을 갖지만 개구율 및 투과율이 낮은 단점을 갖는다.However, such a transverse field type liquid crystal display device has an advantage of improving the viewing angle, but has a disadvantage of low aperture ratio and low transmittance.
따라서 이러한 횡전계형 액정표시장치의 단점을 개선하기 위하여 프린지 필드(Fringe field)에 의해 액정이 동작하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치(fringe field switching mode LCD)가 제안되었다. Therefore, in order to improve the disadvantage of the transverse field type liquid crystal display, a fringe field switching mode LCD is characterized in that the liquid crystal is operated by a fringe field.
도 2는 일반적인 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판을 개략적으로 도시한 단면도로서, 하나의 화소영역에 대한 단면도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating an array substrate for a typical fringe field switching mode liquid crystal display device, and is a cross-sectional view of one pixel area.
도시한 바와 같이, 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판(1) 상에는 다수의 게이트배선(미도시)과 게이트배선(미도시)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터배선(미도시)이 구성되어 있다.As shown in the drawing, on the
이때, 화소영역(P)의 게이트배선(미도시)과 데이터배선(미도시)의 교차지점인 스위칭영역(TrA)에는 박막트랜지스터(Tr)가 형성되며, 실질적으로 화상이 구현되는 표시영역에는 화소전극(21)과 공통전극(25)이 형성되어 있다. In this case, a thin film transistor Tr is formed in the switching region TrA, which is an intersection point of the gate wiring (not shown) and the data wiring (not shown) of the pixel region P, and the pixel is formed in the display area where the image is substantially realized. The
여기서, 박막트랜지스터(Tr)는 게이트전극(11), 게이트절연막(13), 액티브층(15a)과 오믹콘택층(15b)으로 이루어지는 반도체층(15), 소스 및 드레인전극(17, 19)으로 이루어진다. The thin film transistor Tr includes the
그리고, 게이트절연막(13) 상부에는 드레인전극(19)과 접촉하며 화소영역(P) 내에 판 형태의 화소전극(21)이 형성되어 있으며, 화소전극(21)을 포함하는 기판(1)의 전면에는 보호층(23)이 형성되어 있다. In addition, a plate-
그리고, 보호층(23) 상부로는 화소영역(P)들로 구성된 표시영역 전면에 공통전극(25)이 형성되는데, 공통전극(25)은 각 화소영역(P)에 대응하여 다수의 이격하는 바(bar) 형태의 개구부(OP)를 구비하고 있다. The
따라서, 화소전극(21)과 공통전극(25)에 전압이 인가됨으로써 프린지 필드(Fringe field)를 형성하게 된다.Accordingly, a voltage is applied to the
한편, 전술한 구조를 갖는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 어레이기판(1)은 박막을 증착하고 마스크를 이용하여 사진식각하는 공정을 여러 번 반복함으로써 형성되는데, 통상적으로 적어도 6회의 마스크 공정을 진행해야만 형성할 수 있다. On the other hand, the
여기서, 1회의 마스크 공정은 세정과 감광막의 도포, 노광 마스크를 이용한 노광, 현상 및 식각 등 여러 공정을 수반하고 있어, 마스크 공정 수가 증가 할수록 생산성이 저하되는 문제가 발생하게 되고, 공정비용을 상승시키게 된다.
Here, the one-time mask process involves various processes such as cleaning, application of the photoresist film, exposure using an exposure mask, development, and etching, and thus, the productivity decreases as the number of mask processes increases, thereby increasing the process cost. do.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 마스크 공정 수를 저감할 수 있는 횡전계형 액정표시장치의 제조방법을 제공하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and a first object of the present invention is to provide a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device which can reduce the number of mask processes.
또한, 개구율 및 투과율을 향상시키고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.
In addition, the second object is to improve the aperture ratio and transmittance.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다수의 화소영역이 정의된 기판 상에 일방향으로 연장되는 게이트배선과 이와 연결된 게이트전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트배선 및 상기 게이트전극 상부로 게이트절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트절연막 상부로, 액티브층과 오믹콘택층으로 이루어지는 반도체층과 서로 이격하는 소스 및 드레인전극을 형성하는 단계와; 상기 소스 및 드레인전극을 포함하는 상기 기판의 전면에 제 1 보호층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 보호층 상부의 상기 화소영역을 제외한 부위에 포토레지스트패턴을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트패턴 외부로 노출된 상기 제 1 보호층을 제거하여, 상기 화소영역에 대응하여 상기 게이트절연층과 상기 드레인전극의 끝단 일부를 노출하는 단계와; 상기 포토레지스트패턴과 상기 게이트절연층을 포함하는 상기 기판의 전면에 금속층을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트패턴을 제거하여, 상기 화소영역에 대응하여 상기 드레인전극의 끝단 일부와 접촉하는 화소전극을 형성하는 단계와; 상기 화소전극을 포함하는 상기 기판의 전면에 제 2 보호층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 보호층 상부로 상기 화소영역에 대응하여 일정간격 이격하는 바(bar) 형상의 다수의 개구부를 갖는 공통전극을 형성하는 단계를 포함하는 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판 제조방법을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention includes the steps of forming a gate wiring extending in one direction and a gate electrode connected thereto on a substrate in which a plurality of pixel regions are defined; Forming a gate insulating film over the gate wiring and the gate electrode; Forming source and drain electrodes spaced apart from each other on the gate insulating layer, the semiconductor layer including an active layer and an ohmic contact layer; Forming a first protective layer on an entire surface of the substrate including the source and drain electrodes; Forming a photoresist pattern on a portion of the first passivation layer except for the pixel region; Removing the first protective layer exposed to the outside of the photoresist pattern, exposing a portion of ends of the gate insulating layer and the drain electrode corresponding to the pixel area; Forming a metal layer on an entire surface of the substrate including the photoresist pattern and the gate insulating layer; Removing the photoresist pattern to form a pixel electrode in contact with a portion of an end of the drain electrode corresponding to the pixel region; Forming a second passivation layer on an entire surface of the substrate including the pixel electrode; A method of manufacturing an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display device comprising forming a common electrode having a plurality of bar-shaped openings spaced apart from each other by a predetermined distance on the second passivation layer. to provide.
이때, 상기 소스 및 드레인전극은 구리(Cu) 또는 구리합금으로 이루어지며, 상기 금속층을 형성하는 단계에서, 상기 포토레지스트패턴 상부에 위치하는 상기 금속층과 상기 게이트절연층 상부에 위치하는 상기 금속층은 끊김이 발생한다. In this case, the source and drain electrodes are made of copper (Cu) or a copper alloy, and in the forming of the metal layer, the metal layer located on the photoresist pattern and the metal layer located on the gate insulating layer are cut off. This happens.
또한, 상기 포토레지스트패턴은 리프트 오프(lift-off) 공정을 통해 제거하며, 상기 금속층과 상기 공통전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO) 중 선택된 하나로 이루어진다. In addition, the photoresist pattern is removed through a lift-off process, and the metal layer and the common electrode are made of one selected from indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO).
여기서, 상기 게이트배선과 이와 연결된 게이트전극을 형성하는 단계는, 상기 게이트배선 일끝단에 게이트패드전극을 형성하는 단계를 더욱 포함하며, 상기 데이터배선을 형성하는 단계는, 상기 데이터배선 일끝단에 데이터패드전극을 형성하는 단계를 더욱 포함한다. The forming of the gate wiring and the gate electrode connected thereto may further include forming a gate pad electrode at one end of the gate wiring, and forming the data wiring may include data at one end of the data wiring. The method further includes forming a pad electrode.
또한, 상기 제 2 보호층은 상기 게이트패드전극을 노출하는 게이트패드콘택홀과 상기 데이터패드전극을 노출하는 데이터패드콘택홀을 포함하며, 상기 게이트패드콘택홀을 통해 상기 게이트패드전극과 접촉하는 게이트패드보조전극이 더욱 형성된다. The second protective layer may include a gate pad contact hole exposing the gate pad electrode and a data pad contact hole exposing the data pad electrode, and the gate may contact the gate pad electrode through the gate pad contact hole. The pad auxiliary electrode is further formed.
여기서, 상기 데이터패드콘택홀을 통해 상기 데이터패드전극과 접촉하는 데이터패드보조전극이 더욱 형성되며, 상기 반도체층과 상기 소스 및 드레인전극을 형성하는 단계는, 상기 게이트배선 및 상기 게이트전극 상부로 게이트절연막과 순수 비정질 실리콘층과, 불순물 비정질 실리콘층과 제 1 금속층을 순차적으로 형성하여, 상기 데이터배선과 상기 불순물 비정질 실리콘층 상부로 서로 이격하는 소스 및 드레인전극을 형성하는 동시에 상기 소스 및 드레인전극 사이로 노출된 상기 불순물 비정질 실리콘층을 제거하여 오믹콘택층을 형성한다.
The data pad auxiliary electrode may be further formed to contact the data pad electrode through the data pad contact hole. The forming of the semiconductor layer and the source and drain electrodes may include a gate over the gate wiring and the gate electrode. An insulating film, a pure amorphous silicon layer, an impurity amorphous silicon layer, and a first metal layer are sequentially formed to form source and drain electrodes spaced apart from each other on the data line and the impurity amorphous silicon layer, and between the source and drain electrodes. The exposed impurity amorphous silicon layer is removed to form an ohmic contact layer.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 구리(Cu) 또는 구리합금 재질의 데이터배선과 소스 및 드레인전극을 포함하는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 어레이기판을 리프트 오프를 이용한 5마스크 공정을 통해 제조함으로써 개구율을 향상시키고, 이를 통해, 시야각 특성과 개구율 및 투과율을 향상시키는 효과를 가지며, 동시에 마스크 공정수를 저감하여 제조비용을 절감하고 공정을 단순화할 수 있는 효과를 갖는다. As described above, according to the present invention, an array substrate of a fringe field switching mode liquid crystal display device including a data wiring and a source and a drain electrode of copper (Cu) or copper alloy material is manufactured through a 5-mask process using lift-off. As a result, the aperture ratio is improved, and through this, the viewing angle characteristic, the aperture ratio, and the transmittance are improved, and at the same time, the number of mask processes is reduced to reduce manufacturing costs and simplify the process.
도 1은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 단면을 도시한 도면.
도 2는 일반적인 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판을 개략적으로 도시한 단면도.
도 3a ~ 3g는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판의 제조 단계별 공정 단면도.
도 4a는 일반적인 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판의 하나의 화소영역의 일부를 개략적으로 도시한 평면도.
도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판의 하나의 화소영역의 일부를 개략적으로 도시한 평면도.
도 5a ~ 5j는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판의 제조 단계별 공정 단면도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판의 하나의 화소영역의 일부를 개략적으로 도시한 평면도. 1 is a cross-sectional view of a general transverse electric field type liquid crystal display device.
2 is a cross-sectional view schematically showing an array substrate for a typical fringe field switched mode liquid crystal display device.
3A to 3G are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
4A is a plan view schematically showing a part of one pixel area of an array substrate for a typical fringe field switched mode liquid crystal display device;
4B is a plan view schematically showing a part of one pixel area of an array substrate for a fringe field switched mode liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;
5A through 5J are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view schematically showing a part of one pixel area of an array substrate for a fringe field switched mode liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention; FIG.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
-제 1 실시예-- First Embodiment -
도 3a ~ 3g는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판의 제조 단계별 공정 단면도이다. 3A to 3G are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
이때, 설명의 편의를 위하여 각 화소영역(P) 내의 박막트랜지스터(Tr)가 형성될 부분을 스위칭영역(TrA)이라 정의하도록 하겠다. In this case, for convenience of description, a portion in which the thin film transistor Tr in each pixel region P is to be formed will be defined as a switching region TrA.
우선, 도 3a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연기판(101) 상에 저저항 특성을 갖는 제 1 금속물질 예를 들면 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금 중 선택된 물질을 전면에 증착하여 제 1 금속층(미도시)을 형성한다. First, as shown in FIG. 3A, a first metal material having low resistance on the transparent
이후 포토레지스트(미도시)의 도포, 포토 마스크를 이용한 노광, 노광된 포토레지스트(미도시)의 현상, 제 1 금속층(미도시)의 식각 및 포토레지스트(미도시)의 스트립(strip) 등의 일련의 단위 공정을 포함하는 제 1 마스크 공정을 진행하여, 제 1 금속층(미도시)을 패터닝함으로써 제 1 방향으로 연장하는 다수의 게이트배선(미도시)을 형성하고, 동시에 스위칭영역(TrA)에 게이트배선(미도시)과 연결된 게이트전극(111)을 형성한다. Then, application of a photoresist (not shown), exposure using a photo mask, development of the exposed photoresist (not shown), etching of the first metal layer (not shown), and stripping of the photoresist (not shown) A first mask process including a series of unit processes is performed to form a plurality of gate wirings (not shown) extending in the first direction by patterning a first metal layer (not shown), and simultaneously to the switching region TrA. A
그리고, 게이트패드부(GPA)에 있어서는 게이트배선(미도시)이 연장되는 게이트패드전극(111b)이 형성된다. In the gate pad part GPA, a
이때, 제 1 금속층(미도시)을 서로 다른 금속물질을 연속 증착하여 이중층 이상으로 형성하고 이를 패터닝함으로써, 이중충 또는 삼중층 구조의 게이트배선(미도시)과 게이트전극(111)을 형성할 수도 있다. In this case, the first metal layer (not shown) may be formed by continuously depositing different metal materials into a double layer or more and patterning the same, thereby forming a gate wiring (not shown) and a
다음으로 도 3b에 도시한 바와 같이, 게이트배선(미도시)과 게이트패드전극(111b) 그리고 게이트전극(111) 상부에 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 기판(101) 전면에 게이트절연막(113)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3B, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) is disposed on the gate wiring (not shown), the
그리고, 연속하여 게이트절연막(113) 상부로 순수 비정질 실리콘과 불순물 비정질 실리콘을 순차적으로 증착함으로써, 순수 비정질 실리콘 물질층(114a)과 불순물 비정질 실리콘 물질층(114b)을 형성한다. Subsequently, pure amorphous silicon and impurity amorphous silicon are sequentially deposited on the
이후, 불순물 비정질 물질층(114b) 상부로 저저항 특성을 갖는 금속물질인 구리(Cu), 구리합금 중 선택된 물질을 전면에 증착하여 제 2 금속층(116)을 형성한다. Subsequently, a
여기서, 구리(Cu)는 알루미늄(Al)이나 몰리브덴(Mo) 보다 비저항이 작아 제 2 금속층(116)의 배선 저항을 감소시키게 된다. Here, copper (Cu) has a lower specific resistance than aluminum (Al) or molybdenum (Mo) to reduce the wiring resistance of the
이후, 도 3c에 도시한 바와 같이, 포토레지스트(미도시)의 도포, 포토 마스크를 이용한 노광, 노광된 포토레지스트(미도시)의 현상, 제 2 금속층(도 3b의 116)의 식각 및 포토레지스트(미도시)의 스트립(strip) 등의 일련의 단위 공정을 포함하는 제 2 마스크 공정을 진행하여, 제 2 금속층(도 3b의 116)을 패터닝함으로써 제 2 방향으로 연장되어 게이트배선(미도시)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 다수의 데이터배선(117)을 형성한다. Then, as shown in FIG. 3C, application of a photoresist (not shown), exposure using a photo mask, development of the exposed photoresist (not shown), etching of the second metal layer (116 of FIG. 3B), and photoresist A second mask process including a series of unit processes such as strips (not shown) is performed, and the second metal layer (116 in FIG. 3B) is patterned to extend in the second direction to form a gate wiring (not shown). A plurality of
그리고, 데이터패드부(GPA)에 있어서는 데이터배선(117)이 연장되어 데이터패드전극(117a)이 형성된다. 이때, 데이터배선(117)과 데이터패드전극(117a)은 순수 및 불순물 비정질 실리콘 물질로 이루어지는 이중층 구조의 반도체패턴으로 이루어진다. In the data pad part GPA, the data wiring 117 extends to form the
이와 동시에, 스위칭영역(TrA)에 있어 서로 이격하는 소스 및 드레인전극(118, 119)을 형성하고, 소스 및 드레인전극(118, 119)을 마스크로 하여 불순물 비정질 물질층(도 3b의 114b)을 식각하여 제거함으로써, 액티브층(115a)을 노출시키는 오믹콘택층(115b)을 형성한다. At the same time, source and drain
이로써, 게이트전극(111)과, 게이트절연막(113)과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(115a)과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(115b)으로 이루어진 반도체층(115)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인전극(118, 119)으로 이루어지는 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. As a result, the
이때, 박막트랜지스터(Tr)는 채널을 이루는 영역이 ‘U'형태를 이룰 수도 있으며, 다양한 형태로 변형될 수 있다.In this case, the thin film transistor Tr may have a 'U' shape in a region forming a channel, and may be modified in various shapes.
다음으로 도 3d에 도시한 바와 같이, 기판(101)의 전면에 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx) 중 선택되는 하나 또는 유기절연물질 예를 들면 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토아크릴(photo acryl)로 이루어지는 제 1 보호층(120a)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 3D, an inorganic insulating material, for example, silicon oxide (SiO 2) or silicon nitride (SiNx), or an organic insulating material, for example, benzocyclobutene (BCB), may be formed on the entire surface of the substrate 101. ) Or a first
제 1 보호층(120a)은 이후 공정인 화소전극(121, 도 3e 참조)을 형성하는 과정에서, 오믹콘택층(115b)이 손상되는 것을 방지하는 역할을 하게 된다. 이에 대해 차후 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다. The first
다음으로 도 3e에 도시한 바와 같이, 제 1 보호층(120a) 상부로 투명 도전성 물질 예를 들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 증착하고 제 3 마스크공정을 진행하여 패터닝함으로써, 화소영역(P)들로 이루어진 표시영역 전면에 대해 판 형태의 화소전극(121)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 3E, a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) is deposited on the
여기서, 화소전극(121)을 패터닝하는 공정은 건식식각을 통해 진행하게 되는데, 이는 습식식각을 통해 화소전극(121)을 패터닝하는 과정에서 습식식각의 식각액(etchant)과 내화학성이 취약한 구리(Cu) 또는 구리합금으로 이루어지는 소스 및 드레인전극(118, 119)과 반응하여 과식각에 의해 설계치 보다 크게 벗어나는 CD(critical dimension) 편차를 발생시키기 때문이다. Here, the process of patterning the
따라서, 위와 같은 문제점이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 소스 및 드레인전극(118, 119)이 구리(Cu) 또는 구리합금으로 이루어질 경우에는 건식식각을 통해 화소전극(121)을 패터닝하게 된다. Therefore, in order to prevent the above problem from occurring, when the source and drain
여기서, 화소전극(121)을 패터닝하는 과정에서 액티브층(115a) 상의 투명 도전성 물질은 완전히 제거되어야 하는데, 건식식각을 통해 화소전극(121)을 패터닝하는 공정은 건식식각의 건식식각 가스가 이방성(anisotropy)의 식각특징을 가지므로, 제 1 보호층(120a)이 없을 경우에는 화소전극(121)을 패터닝하는 건식식각 가스에 의해 액티브층(115a)의 과식각을 가져오게 됨으로써, 액티브층(115a)의 손상을 발생시키게 된다. Here, in the process of patterning the
특히, 본 발명은 소스 및 드레인전극(118, 119)이 내화학성이 취약한 구리(Cu) 또는 구리합금으로 이루어지므로, 구리(Cu) 또는 구리합금으로 이루어지는 소스 및 드레인전극(118, 119)이 건식식각 가스에 노출되는 과정에서 소스 및 드레인전극(118, 119)과 식각가스가 반응하여 반응 부산물을 형성할 수 있다. In particular, in the present invention, since the source and drain
이렇게 해서 형성된 반응 부산물은 액티브층(115a) 상부에 잔류하여 채널을 손상시키게 되는 문제점을 야기하게 된다. The reaction by-products formed in this way remain on top of the
이에, 본 발명의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판은 소스 및 드레인전극(118, 119)을 포함하는 기판(101)의 전면에 제 1 보호층(120a)을 형성함으로써, 화소전극(121)을 형성하는 제 3 마스크공정에서 액티브층(115a)이 손상되는 것을 방지하게 되는 것이다.Accordingly, the array substrate for the fringe field switching mode liquid crystal display device of the present invention forms the first
다음으로 도 3f에 도시한 바와 같이, 기판(101)의 전면에 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx) 중 선택되는 하나를 증착하거나 또는 유기절연물질 예를 들면 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토아크릴(photo acryl)을 도포하여 제 2 보호층(120b)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 3F, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2) or silicon nitride (SiN x) is deposited on the entire surface of the
이후, 제 4 마스크공정을 진행하여 드레인전극(119)의 끝단 일부와 드레인전극(119)과 연결될 화소전극(121)의 일부가 노출되도록 드레인콘택홀(119a)과 게이트패드전극(111b) 및 데이터패드전극(117b)을 노출시키는 게이트패드콘택홀(111b) 및 데이터패드콘택홀(117b)을 형성한다. Subsequently, the fourth mask process is performed to expose the
다음으로 도 3g에 도시한 바와 같이, 드레인콘택홀(119a)과 게이트패드콘택홀(111b) 그리고 데이터패드콘택홀(117b)을 갖는 제 2 보호층(120b) 상부로 투명 도전성 물질 예를 들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 증착하고 제 5 마스크공정을 진행하여 패터닝함으로써, 화소영역(P)들로 이루어진 표시영역 전면에 대해 공통전극(125)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 3G, a transparent conductive material, for example, indium, is formed on the second
이때, 공통전극(125)은 각 화소영역(P)에 대응해서 다수의 서로 소정간격 이격하는 바(bar) 형태의 개구부(OP)를 갖도록 형성하는데, 개구부(OP)는 화소전극(121)에 대응하여 형성한다.In this case, the
또한, 동시에 드레인콘택홀(119a)을 통해 드레인전극(119)과 화소전극(121)을 전기적으로 연결하는 연결전극(130)을 형성하며, 게이트패드부(GPA)에 있어서는 게이트패드콘택홀(111b)을 통해 게이트패드전극(111a)과 접촉하는 게이트패드보조전극(111c)이 형성되며, 데이터패드부(DPA)에 있어서는 데이터패드콘택홀(117b)을 통해 데이터패드전극(117a)과 접촉하는 데이터패드보조전극(117c)을 형성한다.At the same time, a
이때, 게이트패드보조전극(111c)과 데이터패드보조전극(117c)은 생략할 수도 있다.In this case, the gate pad
한편, 도면에 있어서는 바(bar) 형태의 다수의 개구부(OP)는 공통전극(125)에 형성된 것을 보이고 있지만, 또 다른 변형예로서 각 화소영역(P)의 공통전극(125)에 형성된 다수의 개구부(OP)는 공통전극(125)에 대응해서는 생략되고 화소전극(121)에 대해서 형성될 수도 있다.Meanwhile, in the drawing, although the plurality of openings OP having a bar shape are formed in the
전술한 바와 같이 제조된 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판은 5마스크공정을 통해 완성할 수 있으며, 투명 도전성 물질로 이루어지는 화소전극(121)과 공통전극(125)을 통해 프린지 필드를 형성함으로써, 시야각 특성이 우수하며 동시에 일반적인 횡전계형 액정표시장치에 비해 개구율 및 투과율이 우수한 특징을 갖는다. The array substrate for the fringe field switching mode liquid crystal display device manufactured as described above may be completed through a five mask process, and by forming a fringe field through the
한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판은 6마스크공정을 통해 형성된 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판에 비해 개구율이 낮은 단점이 있다. On the other hand, the array substrate for the fringe field switching mode liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention has a disadvantage that the aperture ratio is lower than that for the fringe field switching mode liquid crystal display array substrate formed through the six mask process.
이는 통상적인 6마스크공정에서 1개의 마스크공정을 단축하여 5마스크공정을 진행함에 기인한 것이다. This is caused by shortening one mask process in a typical six mask process and proceeding with a five mask process.
이를 아래 도 4a와 도 4b를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다. This will be described in more detail with reference to FIGS. 4A and 4B below.
도 4a는 일반적인 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판의 하나의 화소영역의 일부를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판의 하나의 화소영역의 일부를 개략적으로 도시한 평면도이다. FIG. 4A is a plan view schematically illustrating a part of one pixel area of a typical fringe field switched mode liquid crystal display array substrate, and FIG. 4B is a fringe field switched mode liquid crystal display array according to a first embodiment of the present invention. A plan view schematically showing a part of one pixel region of the substrate.
이때, 설명의 편의를 위해 다수의 화소영역(P)이 형성된 영역을 표시영역 그리고 각 화소영역(P)에 있어 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 형성되는 부분을 스위칭영역(TrA)이라 정의한다. In this case, for convenience of description, a region in which a plurality of pixel regions P is formed is defined as a display region and a portion in which the thin film transistor Tr, which is a switching element, is formed in each pixel region P is called a switching region TrA. .
도 4a ~ 4b에 도시한 바와 같이, 제 1 방향으로 연장하며 다수의 게이트배선(12, 112)이 형성되어 있으며, 제 2 방향으로 연장함으로써 다수의 각 게이트배선(12, 112)과 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 다수의 데이터배선(17, 117)이 형성되어 있다. As shown in FIGS. 4A to 4B, a plurality of
각 화소영역(P)에는 게이트배선(12, 112) 및 데이터배선(17, 117)과 연결되며, 게이트전극(11, 111)과, 게이트절연막(미도시)과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(미도시)과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(미도시)으로 이루어진 반도체층(미도시)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인전극(18, 19, 118, 119)으로 구성된 박막트랜지스터(Tr)가 형성되어 있다. Each pixel region P is connected to the gate wirings 12 and 112 and the data wirings 17 and 117, and includes
그리고, 각 화소영역(P) 내부에는 박막트랜지스터(Tr)의 드레인전극(19, 119)과 접촉하는 판 형태의 화소전극(21, 121)이 형성되어 있으며, 또한 다수의 이격하는 바(bar) 형태의 개구부(OP)를 갖는 공통전극(25, 125)이 형성되어 있다. In addition, plate-shaped
이때, 도면에 있어서 박막트랜지스터(Tr)는 채널을 이루는 영역이 ‘U'형태를 이루는 것을 일예로 보이고 있지만, 다양한 형태로 변형될 수 있다.In this case, although the thin film transistor Tr is shown as an example in which the region forming the channel forms a 'U' shape, it may be modified in various forms.
한편, 도 4b의 개구영역(A')이 도 4a의 개구영역(A)에 비해 작게 형성되는 것을 확인할 수 있는데, 이는 도 4b의 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판은 화소전극(121)과 드레인전극(119)이 연결전극(130)을 통해 연결되기 때문이다. On the other hand, it can be seen that the opening area A 'of FIG. 4B is smaller than the opening area A of FIG. 4A, which is a fringe field switching mode liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention of FIG. 4B. This is because the
즉, 화소영역(P)의 개구영역(A, A')은 스위칭영역으로부터 일정간격 이격시켜 형성해야 하는데, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판은 연결전극(130)의 면적만큼 화소영역(P)의 개구영역(A')이 감소하게 되는 것이다. That is, the opening regions A and A 'of the pixel region P should be formed to be spaced apart from the switching region by a predetermined distance. The array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention may be connected to a connection electrode. The opening area A 'of the pixel area P is reduced by the area of 130.
따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판의 개구율이 일반적인 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판에 비해 감소하게 된다.
Therefore, the aperture ratio of the fringe field switching mode liquid crystal display array substrate according to the first embodiment of the present invention is reduced compared to the general fringe field switching mode liquid crystal display array substrate.
-제 2 실시예- - Second Embodiment -
도 5a ~ 5i는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판의 제조 단계별 공정 단면도이다. 5A through 5I are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
이때, 설명의 편의를 위하여 각 화소영역(P) 내의 박막트랜지스터(Tr)가 형성될 부분을 스위칭영역(TrA)이라 정의하도록 하겠다. In this case, for convenience of description, a portion in which the thin film transistor Tr in each pixel region P is to be formed will be defined as a switching region TrA.
우선, 도 5a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연기판(201) 상에 저저항 특성을 갖는 제 1 금속물질 예를 들면 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금 중 선택된 물질을 전면에 증착하여 제 1 금속층(미도시)을 형성한다. First, as shown in FIG. 5A, a first metal material having low resistance on the transparent insulating
이후 포토레지스트(미도시)의 도포, 포토 마스크를 이용한 노광, 노광된 포토레지스트(미도시)의 현상, 제 1 금속층(미도시)의 식각 및 포토레지스트(미도시)의 스트립(strip) 등의 일련의 단위 공정을 포함하는 제 1 마스크 공정을 진행하여, 제 1 금속층(미도시)을 패터닝함으로써 제 1 방향으로 연장하는 다수의 게이트배선(미도시)을 형성하고, 동시에 스위칭영역(TrA)에 게이트배선(미도시)과 연결된 게이트전극(211)을 형성한다. Then, application of a photoresist (not shown), exposure using a photo mask, development of the exposed photoresist (not shown), etching of the first metal layer (not shown), and stripping of the photoresist (not shown) A first mask process including a series of unit processes is performed to form a plurality of gate wirings (not shown) extending in the first direction by patterning a first metal layer (not shown), and simultaneously to the switching region TrA. A
그리고, 게이트패드부(GPA)에 있어서는 게이트배선(미도시)이 연장되어 게이트패드전극(211a)이 형성된다. In the gate pad part GPA, a gate wiring (not shown) extends to form the
이때, 제 1 금속층(미도시)을 서로 다른 금속물질을 연속 증착하여 이중층 이상으로 형성하고 이를 패터닝함으로써, 이중충 또는 삼중층 구조의 게이트배선(미도시)과 게이트전극(211)을 형성할 수도 있다. In this case, the first metal layer (not shown) may be formed by continuously depositing different metal materials into a double layer or more and patterning the same, thereby forming a gate wiring (not shown) and a
다음으로 도 5b에 도시한 바와 같이, 게이트배선(미도시)과 게이트패드전극(211a) 그리고 게이트전극(211) 상부에 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 기판(201) 전면에 게이트절연막(213)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 5B, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) is disposed on the gate wiring (not shown), the
그리고, 연속하여 게이트절연막(213) 상부로 순수 비정질 실리콘과 불순물 비정질 실리콘을 순차적으로 증착함으로써, 순수 비정질 실리콘 물질층(214a)과 불순물 비정질 실리콘 물질층(214b)을 형성한다. Subsequently, pure amorphous silicon and impurity amorphous silicon are sequentially deposited on the
이후, 불순물 비정질 물질층(214b) 상부로 저저항 특성을 갖는 금속물질인 구리(Cu), 구리합금 중 선택된 물질을 전면에 증착하여 제 2 금속층(216)을 형성한다. Subsequently, a
여기서, 구리(Cu)는 알루미늄(Al)이나 몰리브덴(Mo) 보다 비저항이 작아 제 2 금속층(216)의 배선 저항을 감소시키게 된다. Here, copper (Cu) has a lower specific resistance than aluminum (Al) or molybdenum (Mo) to reduce the wiring resistance of the
이후, 도 5c에 도시한 바와 같이, 포토레지스트(미도시)의 도포, 포토 마스크를 이용한 노광, 노광된 포토레지스트(미도시)의 현상, 제 2 금속층(도 5b의 216)의 식각 및 포토레지스트(미도시)의 스트립(strip) 등의 일련의 단위 공정을 포함하는 제 2 마스크 공정을 진행하여, 제 2 금속층(도 5b의 216)을 패터닝함으로써 제 2 방향으로 연장되어 게이트배선(미도시)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 다수의 데이터배선(217)을 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 5C, application of a photoresist (not shown), exposure using a photo mask, development of the exposed photoresist (not shown), etching of the second metal layer (216 of FIG. 5B), and photoresist are performed. A second mask process including a series of unit processes such as strips (not shown) is performed, and the second metal layer (216 of FIG. 5B) is patterned to extend in the second direction to form a gate wiring (not shown). A plurality of
그리고, 데이터패드부(GPA)에 있어서는 데이터배선(217)이 연장되어 데이터패드전극(217a)이 형성된다. 이때, 데이터배선(217)과 데이터패드전극(217a)은 순수 및 불순물 비정질 실리콘 물질로 이루어지는 이중층 구조의 반도체패턴을 포함하는 단일층 구조로 이루어진다. In the data pad part GPA, the data wiring 217 extends to form the
이와 동시에, 스위칭영역(TrA)에 있어 서로 이격하는 소스 및 드레인전극(218, 219)을 형성하고, 소스 및 드레인전극(218, 219)을 마스크로 하여 불순물 비정질 물질층(도 5b의 214b)을 식각하여 제거함으로써, 액티브층(215a)을 노출시키는 오믹콘택층(215b)을 형성한다. At the same time, source and drain
이로써, 게이트전극(211)과, 게이트절연막(213)과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(215a)과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(215b)으로 이루어진 반도체층(215)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인전극(218, 219)으로 이루어지는 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. Thus, the
이때, 박막트랜지스터(Tr)는 채널을 이루는 영역이 ‘U'형태를 이룰 수도 있으며, 다양한 형태로 변형될 수 있다.In this case, the thin film transistor Tr may have a 'U' shape in a region forming a channel, and may be modified in various shapes.
다음으로 도 5d에 도시한 바와 같이, 기판(201)의 전면에 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx) 중 선택되는 하나 또는 유기절연물질 예를 들면 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토아크릴(photo acryl)로 이루어지는 제 1 보호층(220a)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 5D, an inorganic insulating material, such as silicon oxide (SiO 2) or silicon nitride (SiNx), is selected on the front surface of the
다음으로 제 1 보호층(220a) 상부로 포토레지스트(미도시)를 도포하여 포토레지스트층을 형성한 후 제 3 마스크공정을 진행하는데, 즉, 도 5e에 도시한 바와 같이 기판(201)의 상부에 빛의 투과영역과 차단영역으로 구성된 노광마스크(M)를 위치시킨 후 노광마스크(M)를 통한 노광을 실시한다. Next, a photoresist (not shown) is applied on the first
이때, 노광마스크(M)의 투과영역(TA)은 화소영역(P)에 대응되며 그 이외의 영역은 노광마스크(M)의 차단영역(BA)이 대응된다. In this case, the transmission area TA of the exposure mask M corresponds to the pixel area P, and the other area corresponds to the blocking area BA of the exposure mask M. FIG.
이에 포토레지스트층에 노광을 실시하고 현상함으로써 스위칭영역(TrA)에 대응하는 일정 두께를 갖는 포토레지스트패턴(221)이 형성되며, 그 이외의 영역 즉, 화소영역(P)에 대응해서는 포토레지스트층은 제거되어 제 1 보호층(220a)을 노출시키게 된다. By exposing and developing the photoresist layer, a
다음으로 도 5f에 도시한 바와 같이 포토레지스트패턴(221) 외부로 노출된 제 1 보호층(220a)을 제거함으로써, 드레인전극(219)의 끝단 일부와 화소영역(P)의 게이트절연층(213)을 노출하게 된다. Next, as shown in FIG. 5F, by removing the first
다음으로 포토레지스트패턴(221)의 상부로 전면에 투명 도전성 물질 예를 들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 증착하여 화소전극물질층(223a)을 형성한다. Next, a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) is deposited on the entire surface of the
이때, 게이트절연층(213) 상에 위치하는 화소전극물질층(223a)과 포토레지스트패턴(221) 상부에 위치하는 화소전극물질층(223a)은 끊김이 발생하며 형성되는 것이 특징이다.In this case, the pixel
다음으로 도 5g에 도시한 바와 같이, 끊김이 발생하며 형성된 화소전극물질층(도 5f의 223a)이 형성된 기판(201)을 스트립액에 노출시키는 스트립 공정을 포함하는 리프트 오프(lift-off) 공정을 진행하여, 화소전극물질층(도 5f의 223a)의 끊김이 발생한 부분으로 스트립액이 침투하여 포토레지스트패턴(도 5f의 221)과 그 상부에 형성된 화소전극물질층(도 5f의 223a)이 기판(201)으로부터 떨어져 나가게 된다. Next, as shown in FIG. 5G, a lift-off process including a strip process of exposing the
따라서, 이러한 리프트 오프 공정에 의해 드레인전극(219)의 끝단 일부와 전기적으로 연결되는 판 형태의 화소전극(223)을 화소영역(P)에 형성하게 된다. Therefore, a plate-shaped
다음으로, 도 5h에 도시한 바와 같이, 기판(201)의 전면에 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx) 중 선택되는 하나를 증착하거나 또는 유기절연물질 예를 들면 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토아크릴(photo acryl)을 도포하여 제 2 보호층(220b)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 5H, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2) or silicon nitride (SiN x) is deposited on the entire surface of the
이후, 제 4 마스크공정을 진행하여 게이트패드전극(211a) 및 데이터패드전극(217a)을 노출시키는 게이트패드콘택홀(211b) 및 데이터패드콘택홀(217b)을 형성한다.Thereafter, a fourth mask process is performed to form a gate
다음으로 도 5i에 도시한 바와 같이, 게이트패드콘택홀(211b) 그리고 데이터패드콘택홀(217b)을 갖는 제 2 보호층(220b) 상부로 투명 도전성 물질 예를 들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 증착하고 제 5 마스크공정을 진행하여 패터닝함으로써, 화소영역(P)들로 이루어진 표시영역 전면에 대해 공통전극(225)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 5I, a transparent conductive material, for example, indium tin oxide (ITO), is formed on the second
이때, 공통전극(225)은 각 화소영역(P)에 대응해서 다수의 서로 소정간격 이격하는 바(bar) 형태의 개구부(OP)를 갖도록 형성하는데, 개구부(OP)는 화소전극(223)에 대응하여 형성한다.In this case, the
또한, 게이트패드부(GPA)에 있어서는 게이트패드콘택홀(211b)을 통해 게이트패드전극(211a)과 접촉하는 게이트패드보조전극(211c)이 형성되며, 데이터패드부(DPA)에 있어서는 데이터패드콘택홀(217b)을 통해 데이터패드전극(217a)과 접촉하는 데이터패드보조전극(217c)을 형성한다.In the gate pad part GPA, a gate pad
이때, 게이트패드보조전극(211c)과 데이터패드보조전극(217c)은 생략할 수도 있다.In this case, the gate pad
한편, 도면에 있어서는 바(bar) 형태의 다수의 개구부(OP)는 공통전극(225)에 형성된 것을 보이고 있지만, 또 다른 변형예로서 각 화소영역(P)의 공통전극(225)에 형성된 다수의 개구부(OP)는 공통전극(225)에 대응해서는 생략되고 화소전극(223)에 대해서 형성될 수도 있다.Meanwhile, in the drawing, although the plurality of openings OP having a bar shape are formed in the
전술한 바와 같이 제조된 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판은 5마스크공정을 통해 완성할 수 있으며, 투명 도전성 물질로 이루어지는 화소전극(223)과 공통전극(225)을 통해 프린지 필드를 형성함으로써, 시야각 특성이 우수하며 동시에 개구율 및 투과율이 우수한 특징을 갖는다. The array substrate for the fringe field switching mode liquid crystal display device manufactured as described above may be completed through a five mask process, and the fringe field may be formed through the
특히, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판에 비해 개구율이 높은 효과를 갖는다. In particular, the array substrate for the fringe field switching mode liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention has a higher aperture ratio than the array substrate for the fringe field switching mode liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판은 통상적인 6마스크공정에서 1개의 마스크공정을 단축하여 5마스크공정을 진행함에도, 화소영역(P)의 개구율 특성이 우수한 특성을 갖는다. In other words, the array substrate for the fringe field switching mode liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention exhibits an aperture ratio characteristic of the pixel region P even though 5 mask processes are performed by shortening one mask process in a conventional 6 mask process. This has excellent characteristics.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판의 하나의 화소영역의 일부를 개략적으로 도시한 평면도이다. FIG. 6 is a plan view schematically illustrating a part of one pixel area of an array substrate for a fringe field switched mode liquid crystal display device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
이때, 설명의 편의를 위해 다수의 화소영역(P)이 형성된 영역을 표시영역 그리고 각 화소영역(P)에 있어 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 형성되는 부분을 스위칭영역(TrA)이라 정의한다. In this case, for convenience of description, a region in which a plurality of pixel regions P is formed is defined as a display region and a portion in which the thin film transistor Tr, which is a switching element, is formed in each pixel region P is called a switching region TrA. .
도시한 바와 같이, 제 1 방향으로 연장하며 다수의 게이트배선(212)이 형성되어 있으며, 제 2 방향으로 연장함으로써 다수의 각 게이트배선(212)과 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 다수의 데이터배선(217)이 형성되어 있다. As shown, a plurality of
각 화소영역(P)에는 게이트배선(212) 및 데이터배선(217)과 연결되며, 게이트전극(211)과, 게이트절연막(미도시)과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(미도시)과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(미도시)으로 이루어진 반도체층(미도시)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인전극(218, 219)으로 구성된 박막트랜지스터(Tr)가 형성되어 있다.Each pixel region P is connected to the
그리고, 각 화소영역(P) 내부에는 박막트랜지스터(Tr)의 드레인전극(219)과 접촉하는 판 형태의 화소전극(223)이 형성되어 있으며, 또한 다수의 이격하는 바(bar) 형태의 개구부(OP)를 갖는 공통전극(225)이 형성되어 있다. In addition, a plate-shaped
이때, 도면에 있어서 박막트랜지스터(Tr)는 채널을 이루는 영역이 ‘U'형태를 이루는 것을 일예로 보이고 있지만, 다양한 형태로 변형될 수 있다.In this case, although the thin film transistor Tr is shown as an example in which the region forming the channel forms a 'U' shape, it may be modified in various forms.
한편, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판의 개구영역(A'')은 도 4b의 개구영역(A')에 비해 크게 형성되는 것을 확인할 수 있는데, 이는 화소전극(223)과 드레인전극(219)이 별도로 구성되는 연결전극(도 4의 130)을 통해 연결되지 않아도 되기 때문이다. Meanwhile, it can be seen that the opening region A '' of the array substrate for the fringe field switching mode liquid crystal display according to the second embodiment of the present invention is larger than the opening region A 'of FIG. 4B. This is because the
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판은 1개의 마스크공정을 단축하여 5마스크공정을 진행함에도, 화소영역(P)의 개구율 특성이 우수한 특성을 갖는다. Therefore, the array substrate for the fringe field switching mode liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention has excellent characteristics of the aperture ratio of the pixel region P even though the five mask process is performed by shortening one mask process.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
201 : 기판, 211 : 게이트전극, 211a : 게이트패드전극
213 : 게이트절연층, 215 : 반도체층(215a : 액티브층, 215b : 오믹콘택층)
217 : 데이터배선, 217a : 데이터패드전극, 218 : 소스전극, 219 : 드레인전극
220a : 제 1 보호층, 221 : 포토레지스트패턴, 223a : 화소전극물질층
TrA : 스위칭영역, Tr : 박막트랜지스터, P:화소영역, GPA : 게이트패드부
DPA : 데이터패드부 201: substrate, 211: gate electrode, 211a: gate pad electrode
213: gate insulating layer, 215: semiconductor layer (215a: active layer, 215b: ohmic contact layer)
217: data wiring, 217a: data pad electrode, 218: source electrode, 219: drain electrode
220a: first protective layer, 221: photoresist pattern, 223a: pixel electrode material layer
TrA: Switching area, Tr: Thin film transistor, P: Pixel area, GPA: Gate pad part
DPA: Data Pad
Claims (11)
상기 게이트배선 및 상기 게이트전극 상부로 게이트절연막을 형성하는 단계와;
상기 게이트절연막 상부로, 액티브층과 오믹콘택층으로 이루어지는 반도체층과 서로 이격하는 소스 및 드레인전극을 형성하는 단계와;
상기 소스 및 드레인전극을 포함하는 상기 기판의 전면에 제 1 보호층을 형성하는 단계와;
상기 제 1 보호층 상부의 상기 화소영역을 제외한 부위에 포토레지스트패턴을 형성하는 단계와;
상기 포토레지스트패턴 외부로 노출된 상기 제 1 보호층을 제거하여, 상기 화소영역에 대응하여 상기 게이트절연층과 상기 드레인전극의 끝단 일부를 노출하는 단계와;
상기 포토레지스트패턴과 상기 게이트절연층을 포함하는 상기 기판의 전면에 금속층을 형성하는 단계와;
상기 포토레지스트패턴을 제거하여, 상기 화소영역에 대응하여 상기 드레인전극의 끝단 일부와 접촉하는 화소전극을 형성하는 단계와;
상기 화소전극을 포함하는 상기 기판의 전면에 제 2 보호층을 형성하는 단계와;
상기 제 2 보호층 상부로 상기 화소영역에 대응하여 일정간격 이격하는 바(bar) 형상의 다수의 개구부를 갖는 공통전극을 형성하는 단계
를 포함하는 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
Forming a gate wiring extending in one direction and a gate electrode connected thereto on a substrate on which a plurality of pixel regions are defined;
Forming a gate insulating film over the gate wiring and the gate electrode;
Forming source and drain electrodes spaced apart from each other on the gate insulating layer, the semiconductor layer including an active layer and an ohmic contact layer;
Forming a first protective layer on an entire surface of the substrate including the source and drain electrodes;
Forming a photoresist pattern on a portion of the first passivation layer except for the pixel region;
Removing the first protective layer exposed to the outside of the photoresist pattern, exposing a portion of ends of the gate insulating layer and the drain electrode corresponding to the pixel area;
Forming a metal layer on an entire surface of the substrate including the photoresist pattern and the gate insulating layer;
Removing the photoresist pattern to form a pixel electrode in contact with a portion of an end of the drain electrode corresponding to the pixel region;
Forming a second passivation layer on an entire surface of the substrate including the pixel electrode;
Forming a common electrode having a plurality of bar-shaped openings spaced apart from each other by a predetermined distance on the second passivation layer;
Method for manufacturing an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display device comprising a.
상기 소스 및 드레인전극은 구리(Cu) 또는 구리합금으로 이루어지는 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
The method of claim 1,
And the source and drain electrodes are made of copper (Cu) or copper alloy.
상기 금속층을 형성하는 단계에서,
상기 포토레지스트패턴 상부에 위치하는 상기 금속층과 상기 게이트절연층 상부에 위치하는 상기 금속층은 끊김이 발생하는 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
The method of claim 1,
In the step of forming the metal layer,
And the metal layer disposed on the photoresist pattern and the metal layer disposed on the gate insulating layer are disconnected.
상기 포토레지스트패턴은 리프트 오프(lift-off) 공정을 통해 제거하는 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
The method of claim 1,
And removing the photoresist pattern through a lift-off process.
상기 금속층과 상기 공통전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO) 중 선택된 하나로 이루어지는 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
The method of claim 1,
And the metal layer and the common electrode are selected from indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO).
상기 게이트배선과 이와 연결된 게이트전극을 형성하는 단계는,
상기 게이트배선 일끝단에 게이트패드전극을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
The method of claim 1,
Forming the gate wiring and the gate electrode connected thereto,
And forming a gate pad electrode at one end of the gate wiring line.
상기 데이터배선을 형성하는 단계는,
상기 데이터배선 일끝단에 데이터패드전극을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
The method of claim 1,
Forming the data line,
And forming a data pad electrode at one end of the data line.
상기 제 2 보호층은 상기 게이트패드전극을 노출하는 게이트패드콘택홀과 상기 데이터패드전극을 노출하는 데이터패드콘택홀을 포함하는 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
The method according to any one of claims 6 and 7,
And the second passivation layer comprises a gate pad contact hole exposing the gate pad electrode and a data pad contact hole exposing the data pad electrode.
상기 게이트패드콘택홀을 통해 상기 게이트패드전극과 접촉하는 게이트패드보조전극이 더욱 형성되는 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
The method of claim 8,
And a gate pad auxiliary electrode contacting the gate pad electrode through the gate pad contact hole is further formed.
상기 데이터패드콘택홀을 통해 상기 데이터패드전극과 접촉하는 데이터패드보조전극이 더욱 형성되는 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
The method of claim 8,
And a data pad auxiliary electrode contacting the data pad electrode through the data pad contact hole is further formed.
상기 반도체층과 상기 소스 및 드레인전극을 형성하는 단계는,
상기 게이트배선 및 상기 게이트전극 상부로 게이트절연막과 순수 비정질 실리콘층과, 불순물 비정질 실리콘층과 제 1 금속층을 순차적으로 형성하여, 상기 데이터배선과 상기 불순물 비정질 실리콘층 상부로 서로 이격하는 소스 및 드레인전극을 형성하는 동시에 상기 소스 및 드레인전극 사이로 노출된 상기 불순물 비정질 실리콘층을 제거하여 오믹콘택층을 형성하는 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.The method of claim 1,
Forming the semiconductor layer and the source and drain electrodes,
Source and drain electrodes spaced apart from each other on the data line and the impurity amorphous silicon layer by sequentially forming a gate insulating layer, a pure amorphous silicon layer, an impurity amorphous silicon layer, and a first metal layer on the gate wiring and the gate electrode. And forming an ohmic contact layer by removing the impurity amorphous silicon layer exposed between the source and drain electrodes while forming an ohmic contact layer.
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