KR20130024990A - Array substrate for advanced high in plane switching mode liquid crystal display device and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에이에이치 아이피에스(AH-IPS; Advanced High In Plane Switching) 방식 액정표시장치용 어레이기판 및 그 제조방법에 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 an array substrate for an Advanced High In Plane Switching (AH-IPS) type liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.
일반적으로 액정표시장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.Generally, the driving principle of a liquid crystal display device utilizes the optical anisotropy and polarization properties of a liquid crystal. Since the liquid crystal has a long structure, it has a directionality in the arrangement of molecules, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.Therefore, when the molecular alignment direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light is refracted in the molecular alignment direction of the liquid crystal by optical anisotropy, so that image information can be expressed.
현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬 방식으로 배열된 능동 행렬 액정표시장치(AM-LCD: Active Matrix LCD, 이하 액정표시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.Currently, an active matrix liquid crystal display (AM-LCD: liquid crystal display) in which a thin film transistor and pixel electrodes connected to the thin film transistor are arranged in a matrix manner has excellent resolution and moving picture performance, It is attracting attention.
상기 액정표시장치는 공통전극이 형성된 컬러필터 기판(즉, 상부기판)과 화소전극이 형성된 어레이기판(즉, 하부기판)과, 상부기판 및 하부기판 사이에 충진된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통전극과 화소전극이 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다.The liquid crystal display comprises a color filter substrate (i.e., an upper substrate) on which a common electrode is formed, an array substrate (i.e., a lower substrate) on which pixel electrodes are formed, and a liquid crystal filled between the upper substrate and the lower substrate. In the device, the liquid crystal is driven by an electric field in which the common electrode and the pixel electrode are arranged in an up-down direction, and the characteristics such as transmittance and aperture ratio are excellent.
그러나, 상-하로 걸리는 전기장에 의한 액정 구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점이 있다. 따라서, 상기의 단점을 극복하기 위해 새롭게 제안된 기술이 횡전계에 의한 액정 구동방법인데, 이 횡전계에 의한 액정 구동방법은 시야각 특성이 우수한 장점을 가지고 있다.However, liquid crystal driving by an electric field applied in an up-down direction has a disadvantage that the viewing angle characteristic is not excellent. Therefore, in order to overcome the above disadvantages, a newly proposed technique is a liquid crystal driving method using a transverse electric field. The liquid crystal driving method using the transverse electric field has an advantage of excellent viewing angle characteristics.
이러한 횡정계 방식 액정표시장치는 컬러필터기판과 어레이기판이 서로 대향하여 구성되며, 컬러필터기판 및 어레이기판 사이에는 액정층이 개재되어 있다.The transverse type liquid crystal display device includes a color filter substrate and an array substrate facing each other, and a liquid crystal layer is interposed between the color filter substrate and the array substrate.
상기 어레이기판에는 투명한 절연기판에 정의된 다수의 화소마다 박막트랜지스터와 공통전극 및 화소전극으로 구성된다.The array substrate includes a thin film transistor, a common electrode, and a pixel electrode for each of a plurality of pixels defined in a transparent insulating substrate.
또한, 상기 공통전극과 화소전극은 동일 기판 상에 서로 평행하게 이격하여 구성된다.In addition, the common electrode and the pixel electrode are configured to be spaced apart from each other in parallel on the same substrate.
그리고, 상기 컬러필터기판은 투명한 절연기판 상에 게이트배선과 데이터배선과 박막트랜지스터에 대응하는 부분에 블랙매트릭스가 구성되고, 상기 화소에 대응하여 컬러필터가 구성된다.In the color filter substrate, a black matrix is formed at a portion corresponding to a gate wiring, a data wiring, and a thin film transistor on a transparent insulating substrate, and a color filter is formed corresponding to the pixel.
상기 액정층은 상기 공통전극과 화소전극의 수평 전계에 의해 구동된다.The liquid crystal layer is driven by a horizontal electric field of the common electrode and the pixel electrode.
상기 구성으로 이루어지는 횡전계 방식 액정표시장치에서, 휘도를 확보하기 위해 상기 공통전극과 화소전극을 투명전극으로 형성하나, 설계상 상기 공통전극과 화소전극 사이의 이격 거리에 의해, 상기 공통전극과 화소전극의 양단 일부만이 휘도 개선에 기여할 뿐, 대부분의 영역은 빛을 차단하는 결과가 된다.In the transverse electric field liquid crystal display device having the above configuration, the common electrode and the pixel electrode are formed as transparent electrodes in order to secure luminance, but by design, the common electrode and the pixel are separated by a distance between the common electrode and the pixel electrode. Only a part of both ends of the electrode contribute to the improvement of brightness, and most areas result in light blocking.
따라서, 이러한 휘도 개선 효과를 극대화시키기 위해 제안된 기술이 FFS (Fringe Field Switching) 기술이다. 상기 FFS 기술은 액정을 정밀하게 제어함으로써 색상 변이(Color shift)가 없고 높은 명암비(Contrast Ratio)를 얻을 수 있는 것이 특징이어서, 일반적인 횡전계 기술과 비교하여 높은 화면품질을 구현할 수 있는 장점이 있다.Therefore, the proposed technique to maximize the effect of improving the brightness is the FFS (Fringe Field Switching) technology. The FFS technology is characterized in that a high contrast ratio can be obtained without a color shift by precisely controlling the liquid crystal, and thus, there is an advantage in that a high screen quality can be realized compared to a general transverse electric field technology.
이러한 높은 화면 품질을 구현할 수 있는 장점을 가진 종래기술에 따른 FFS(Fringe Field Switching) 방식 액정표시장치에 대해 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 1, a FFS (Fringe Field Switching) type liquid crystal display according to the related art having an advantage of realizing such a high screen quality is described below.
도 1은 종래기술에 따른 에프에프에스(FFS) 방식 액정표시장치용 어레이기판의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an array substrate for a FPS type liquid crystal display device according to the prior art.
종래기술에 따른 에프에프에스(FFS) 방식 액정표시장치용 어레이기판은, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(11) 상에 일 방향으로 연장되고 서로 평행하게 이격된 다수의 게이트배선(13)과; 상기 게이트배선(13)과 교차하고, 이 교차하여 이루는 지역에 화소영역을 정의하는 다수의 데이터배선(미도시)과; 상기 게이트배선 (13)과 데이터배선(미도시)의 교차지점에 마련되고, 게이트전극(13a)과 액티브층(19)과 소스전극(23a) 및 드레인전극(23b)을 포함하는 박막트랜지스터(T)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, an array substrate for a liquid crystal display (FFS) type liquid crystal display device according to the prior art includes a plurality of
또한, 상기 화소영역의 전면에는 상기 게이트배선(13) 및 데이터배선(미도시)과 이격된 공간을 두고 투명한 화소전극(15)이 배치되어 있으며, 상기 화소전극(15) 상부에는 게이트절연막(17)과 보호막(25)을 사이에 두고 다수의 막대 형상의 투명한 공통전극(29a)들이 배치되어 있다. 이때, 상기 화소전극(15)과 다수의 공통전극(29a)은 투명 도전물질인 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성된다.In addition, a
그리고, 상기 화소전극(15)은 상기 드레인전극(23b)과 접속된 화소전극 연결패턴(29b)에 의해 전기적으로 연결되어 있다.The
상기 구성에 따르면, 비디오 신호가 박막트랜지스터(T)를 거쳐 화소전극 (15)에 공급되면, 공통전압이 공급된 공통전극들(29a)이 프린지 필드(fringe field)를 형성하여 박막트랜지스터 기판과 칼라필터기판(미도시) 사이에서 수평 방향으로 배열된 액정분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 된다. 그리고, 액정분자들이 회전 정도에 따라 화소영역을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조를 구현하게 된다.According to the above configuration, when the video signal is supplied to the
상기한 바와 같이, 종래기술에 따른 에프에프에스(FFS) 방식 액정표시장치용 어레이기판에 따르면, 화소전극과 공통전극 모두 투명도전물질인 ITO 막으로 사용하고 있는데, 게이트전극과 동일층 상에는 화소전극을 형성하며, 최상층에는 공통전극을 핑거 패턴(finger pattern)으로 형성한다.As described above, according to the conventional FPS type liquid crystal display array substrate, both the pixel electrode and the common electrode are used as an ITO film which is a transparent conductive material, and the pixel electrode is disposed on the same layer as the gate electrode. The common electrode is formed on the top layer in a finger pattern.
따라서, 종래의 에프에프에스(FFS) 방식 액정표시장치용 어레이기판의 공통전극으로 사용하는 ITO 물질인 경우에, 식각 속도가 느리기 때문에 액정표시장치의 제조공정 진행시에 적용하는 공통전극의 폭, 즉 CD(Critical Dimension)인 2.3 μm 이하 구현이 사실상 어려운 실정이며, 이에 따른 패널의 투과율은 액정표시장치의 제조공정시의 취약점으로 작용하게 된다.Therefore, in the case of the ITO material used as the common electrode of the conventional FPS type liquid crystal display array substrate, since the etching speed is slow, the width of the common electrode to be applied during the manufacturing process of the liquid crystal display device, that is, It is difficult to implement the CD (Critical Dimension) of 2.3 μm or less, and thus the panel transmittance is a weak point in the manufacturing process of the liquid crystal display.
특히, 투명도전물질인 ITO를 액정표시장치의 공통전극으로 사용하기 위한 패터닝시에, ITO의 식각 속도가 느려 미세 패턴 형성에 한계가 있다.In particular, at the time of patterning for using ITO, which is a transparent conductive material, as a common electrode of a liquid crystal display device, the etching speed of ITO is low and thus there is a limit in forming a fine pattern.
또한, 투명 도전물질인 ITO 패터닝시에, 계속된 식각 공정으로 인해, ITO층 아래의 하부층이 식각에 의한 데미지(damage)를 입을 수 있는 문제도 발생할 수 있다.In addition, during ITO patterning, which is a transparent conductive material, a problem may occur that the lower layer under the ITO layer may be damaged by etching due to the continued etching process.
이에 본 발명은 상기 문제점들을 개선하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 에이에이치 아이피에스(AH-IPS; Advanced High In Plane Switching) 방식 액정표시장치의 미세패턴 구현을 실현하여 액정패널의 투과율을 개선시킬 수 있는 에이 에이치 아이피에스(AH-IPS; Advanced High In Plane Switching) 방식 액정표시장치용 어레이기판 및 그 제조방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to improve the transmittance of a liquid crystal panel by realizing a fine pattern of an advanced high in plane switching (AH-IPS) type liquid crystal display device. The present invention provides an array substrate for an Advanced High In Plane Switching (AH-IPS) type liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에이 에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판은, 기판의 일면에 일 방향으로 형성된 게이트 배선; 상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터배선; 상기 게이트배선과 데이터배선의 교차 지점에 형성된 박막트랜지스터; 상기 기판의 화소영역에 형성된 화소전극; 상기 화소전극과 박막트랜지스터를 포함한 기판 전면에 형성된 보호막; 상기 보호막 상에 투명도전물질인 IZO(Indium Zinc Oxide) 조성물로 형성되고, 서로 이격된 다수개의 공통전극; 및 상기 화소전극 및 박막트랜지스터를 전기적으로 연결시켜 주는 화소전극 연결패턴;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, an H-IPS array substrate for a liquid crystal display device includes: a gate wiring formed on one surface of a substrate in one direction; A data line crossing the gate line to define a pixel area; A thin film transistor formed at a point of intersection of the gate line and the data line; A pixel electrode formed in the pixel region of the substrate; A protective film formed on an entire surface of the substrate including the pixel electrode and the thin film transistor; A plurality of common electrodes formed of an indium zinc oxide (IZO) composition, which is a transparent conductive material, on the passivation layer and spaced apart from each other; And a pixel electrode connection pattern electrically connecting the pixel electrode and the thin film transistor.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에이 에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법은, 기판의 일면에 일 방향으로 게이트배선을 형성하는 단계; 상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터배선과, 상기 게이트배선과 데이터배선의 교차 지점에 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 기판의 화소영역에 화소전극을 형성하는 단계; 상기 화소전극과 박막트랜지스터를 포함한 기판 전면에 보호막을 형성하는 단계; 및 상기 보호막 상에 투명도전물질인 IZO(Indium Zinc Oxide) 조성물을 이용하여 서로 이격된 다수개의 공통전극과 함께, 상기 화소전극 및 박막트랜지스터를 전기적으로 연결시켜 주는 화소전극 연결패턴을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an array substrate for an H-IPS type liquid crystal display device, comprising: forming a gate wiring on one surface of a substrate in one direction; Forming a thin film transistor at the intersection of the data line defining the pixel area crossing the gate line and the gate line and the data line; Forming a pixel electrode in the pixel region of the substrate; Forming a protective film on an entire surface of the substrate including the pixel electrode and the thin film transistor; And forming a pixel electrode connection pattern electrically connecting the pixel electrode and the thin film transistor together with a plurality of common electrodes spaced apart from each other by using an indium zinc oxide (IZO) composition, which is a transparent conductive material, on the passivation layer. Characterized in that it comprises a.
본 발명에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판 및 그 제조방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the H-IPS type array substrate and the manufacturing method thereof according to the present invention has the following advantages.
본 발명에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판 및 그 제조방법에 따르면, 기존의 식각 속도가 느린 ITO 대신에 식각 속도가 빠른 투명도전물질인 IZO(Indium Zinc Oxide) 조성물을 이용하여 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치의 공통전극으로 사용함으로써, 식각률 (etch rate)이 향상되어 미세 전극 패턴 구현이 가능하며, 그로 인해 동일 두께의 ITO에 비해 투과율이 향상된다. According to the H-IPS (AH-IPS) type liquid crystal display array substrate and a method for manufacturing the same according to the present invention, IZO (Indium Zinc Oxide) composition which is a transparent conductive material with a fast etching speed instead of the ITO with a slow etching speed By using as a common electrode of the AH-IPS type liquid crystal display device, the etching rate (etch rate) is improved to implement a fine electrode pattern, thereby improving the transmittance compared to the same thickness of ITO .
특히, 본 발명에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판 및 그 제조방법에 따르면, 기존의 ITO에 비해 식각률이 우수한 투명도전물질인 IZO(Indium Zinc Oxide) 조성물을 이용하기 때문에, 공통전극의 폭 (width)의 미세 선폭 구현이 가능하며, 공통전극들 간 거리(distance)도 조절 가능하게 됨으로써, 그만큼 기존의 ITO를 사용할 때보다 투과율이 향상된다.In particular, according to the H-IPS (AH-IPS) array substrate for a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, using an IZO (Indium Zinc Oxide) composition, which is a transparent conductive material having an excellent etching rate compared to conventional ITO Therefore, it is possible to implement a fine line width of the width of the common electrode, and the distance between the common electrodes can be adjusted, so that the transmittance is improved as compared with the conventional ITO.
도 1은 종래기술에 따른 에프에프에스(FFS) 방식 액정표시장치용 어레이기판의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판의 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판의 단면도이다.
도 4a 내지 4n은 본 발명에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판의 제조 공정 단면도들이다.
도 5는 본 발명에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판에 있어서, 공통전극 폭(width) 및 공통전극 간 거리(distance)에 따른 투과도를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판에 있어서, IZO 조성물과 ITO를 각각 사용하는 경우에 식각률(etch rate)을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판에 있어서, IZO 조성물과 ITO의 식각 선택비(selectivity)를 비교하여 나타낸 그래프이다.1 is a cross-sectional view of an array substrate for a FPS type liquid crystal display device according to the prior art.
2 is a plan view of an array substrate for an AH-IPS type liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an array substrate for an AH-IPS type liquid crystal display device taken along line III-III of FIG. 2.
4A to 4N are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an array substrate for an AH-IPS type liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 5 is a graph showing transmittance according to a width of a common electrode and a distance between common electrodes in an AH-IPS array substrate according to the present invention.
FIG. 6 is a graph showing etch rates when IZO compositions and ITOs are used in an array substrate for an AH-IPS type liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 7 is a graph illustrating the etching selectivity of the IZO composition and ITO in the AH-IPS type array substrate according to the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an array substrate for an AH-IPS type liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판의 평면도이다.2 is a plan view of an array substrate for an AH-IPS type liquid crystal display device according to the present invention.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판의 단면도이다. FIG. 3 is a cross-sectional view of an array substrate for an AH-IPS type liquid crystal display device taken along line III-III of FIG. 2.
본 발명에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판은, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 기판(101) 상에 일 방향으로 연장되고 서로 평행하게 이격된 다수의 게이트배선(105a)과; 상기 게이트배선(105a)과 교차하고, 이 교차하여 이루는 지역에 화소영역을 정의하는 다수의 데이터배선(117c)과; 상기 게이트배선(105a)과 데이터배선(117c)의 교차지점에 마련되고, 게이트전극 (105c)과 액티브층(113a)과 소스전극(117a) 및 드레인전극(117b)을 포함하는 박막트랜지스터(T)를 포함하여 구성된다.The array substrate for the AH-IPS type liquid crystal display device according to the present invention includes a plurality of gates extending in one direction on the
여기서, 상기 게이트배선(105a)과 이 게이트배선(105a)으로부터 연장된 게이트전극(105c) 하면에는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide)를 포함하는 투명 도전물질 중에서 어느 하나로 형성된 투명도전층패턴(103a)이 형성되어 있다. 이때, 상기 투명도전층패턴(103a)은 상기 게이트전극(105c)을 포함한 게이트배선(105a) 하면 전체 또는 하면 일부에 형성될 수 있다.Here, a transparent conductive layer formed of any one of a transparent conductive material including indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO) is formed on a lower surface of the
상기 화소영역의 전면에는 상기 게이트배선(105a)과 데이터배선(117c)과 이격된 공간을 두고 대면적의 투명한 화소전극(103b)이 배치되어 있으며, 상기 화소전극(103b) 상측에는 게이트절연막(111)과 보호막(123)을 사이에 두고 서로 일정간격만큼 이격되게 다수의 막대 형상의 투명한 공통전극(125a)들이 배치되어 있다. 이때, 상기 다수의 공통전극(125a)들은 ITO(Indium Tin Oxide)보다 식각률이 수십배 정도 우수한 IZO(Indium Zinc Oxide) 조성물로 구성된다. 또한, 상기 IZO (Indium Zinc Oxide) 조성물로는 In2O3 (40~80 wt%) : ZnO (20~60wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)2와, In2O3 (30 ~ 60 wt%) : ZnO (30~55wt%) : SnO2 (5~15wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)2SnO2와, In2O3 (40~70 wt%) : ZnO (30~60wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)3와, In2O3 (35 ~ 55 wt%) : ZnO (40~65wt%) : SnO2 (1~10wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)3SnO2와, In2O3 (40 ~ 80 wt%) : ZnO (5~20wt%) : SnO2 (15~40wt%)로 구성되는 ITZO를 포함한다. 특히, In2O3 (40~80 wt%) : ZnO (20~60wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)2를 사용하는 경우에 In2O3(ZnO)k 조성물 중에서 박막 형성시 가장 우수한 전기 전도 특성을 갖는다. 또한, In2O3 (30 ~ 60 wt%) : ZnO (30~55wt%) : SnO2 (5~15wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)2SnO2를 사용하는 경우에, IZO에 비해 강도와 경도가 증가하는 특성을 갖는다.A large area of the
그리고, In2O3 (40~70 wt%) : ZnO (30~60wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)3를 사용하는 경우에, In2O3(ZnO)k 조성물 중에 벌크(bulk) 형성시에 가장 우수한 전기 전도 특성을 갖는다.And In 2 O 3 (40-70 wt%) In the case of using In 2 O 3 (ZnO) 3 composed of ZnO (30 to 60 wt%), the In 2 O 3 (ZnO) k composition has the most excellent electrical conducting properties at the time of bulk formation.
더욱이, In2O3 (35 ~ 55 wt%) : ZnO (40~65wt%) : SnO2 (1~10wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)3SnO2를 사용하는 경우에, IZO에 비해 강도와 경도가 증가하는 특성을 갖는다.Moreover, In 2 O 3 (35 to 55 wt%): ZnO (40 to 65 wt%): In 2 O 3 (ZnO) 3 SnO 2 composed of SnO 2 (1 to 10 wt%), the strength and hardness of IZO Has increasing properties.
한편, IZO 조성물로는, 인듐아연산화물(IZO)를 주성분으로 하고, 2~4가의 원자가를 갖는 산화물 중 1 종류 이상을 1~15wt%로 첨가한 타겟을 포함한다.On the other hand, as an IZO composition, the target which has indium zinc oxide (IZO) as a main component and added 1 or more types at 1-15 weight% of the oxide which has a valency of 2-4 tetravalent is included.
또한, 상기 화소전극(103b)은 상기 보호막(123)과 게이트절연막(111) 내에 형성된 화소전극 콘택홀(123a)을 통해 상기 드레인전극(117b)과 접촉되는 화소전극 연결패턴(125b)에 의해 상기 드레인전극(117b)과 전기적으로 연결되어 있다. In addition, the
더욱이, 상기 다수의 막대 형상의 공통전극(125a)들의 각 양측 단은 상기 데이터배선(117c)과 평행하게 배치된 공통전극 연결배선(미도시)과 연결되어 있다. 이때, 상기 다수의 공통전극(125a)들은 액정 구동을 위한 기준 전압, 즉 공통전압을 각 화소에 공급한다. In addition, both ends of the plurality of rod-shaped
상기 화소전극(103b)은 각 화소영역에서 게이트절연막(111)과 보호막(123)을 사이에 두고 상기 다수의 공통전극(125a)들과 중첩되어 프린지 필드(fringe field)를 형성한다. The
이렇게 하여, 박막트랜지스터(T)를 통해 화소전극(13b)에 비디오 신호가 공급되면, 공통전압이 공급된 공통전극들(125a)이 프린지 필드(fringe field)를 형성하여 박막트랜지스터 기판과 칼라필터기판(미도시) 사이에서 수평 방향으로 배열된 액정분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 된다. 그리고, 액정분자들이 회전 정도에 따라 화소영역을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조를 구현하게 된다.In this way, when a video signal is supplied to the pixel electrode 13b through the thin film transistor T, the
상기 구성에서와 같이, IZO에 기능성 도펀트, 예를 들어 Sn, Ga 등과 같은 도펀트를 첨가한 투명 도전 물질을 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치의 공통전극으로 사용함으로써, 기존의 ITO보다 식각률이 향상되어 미세 전극 패턴 구현이 가능하게 되고, 그로 인해 동일 두께의 ITO에 비해 투과율이 향상된다.As in the above configuration, by using a transparent conductive material added with a functional dopant, such as Sn, Ga, etc. to the IZO as a common electrode of the AH-IPS type liquid crystal display device, Etch rate is improved to enable the implementation of a fine electrode pattern, thereby improving the transmittance compared to the same thickness of ITO.
따라서, 기존의 공통전극 형성시에 사용된 ITO 대신에 전술한 IZO 조성군에서 선택된 투명도전물질을 사용하는 경우에, 기존의 ITO보다 식각률이 향상되어 미세 전극 패턴 구현이 가능하게 되고, 그로 인해 동일 두께의 ITO에 비해 투과율이 향상된다. Therefore, in the case of using the transparent conductive material selected from the above-described IZO composition group instead of the ITO used when forming the common electrode, the etching rate is improved compared to the conventional ITO, thereby enabling the fine electrode pattern to be implemented, thereby The transmittance is improved compared to the thickness of ITO.
상기 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법에 대해 도 4a 내지 도 4m을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing an array substrate for an AH-IPS type liquid crystal display device according to the present invention having the above configuration will be described with reference to FIGS. 4A to 4M.
도 4a 내지 4n은 본 발명에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판의 제조 공정 단면도들이다.4A to 4N are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an array substrate for an AH-IPS type liquid crystal display device according to the present invention.
도 4a에 도시된 바와 같이, 투명성 절연기판(101) 상에 스위칭 영역을 포함하는 다수의 화소영역이 정의하고, 상기 투명성 절연기판(101) 상에 제1 투명 도전물질층(103)과 제1 도전성 금속층(105)을 스퍼터링 방법에 의해 차례로 증착한다. 이때, 상기 제1 투명 도전물질층(103)으로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide)를 포함한 그룹 중에서 선택된 어느 하나를 사용한다. 또한, 상기 제1 도전성 금속층(205)으로는, 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 구리 (Cu), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 몰리텅스텐(MoW), 몰리티타늄 (MoTi), 구리/몰리티타늄 (Cu/MoTi)을 포함하는 도전성 금속 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 사용한다. As shown in FIG. 4A, a plurality of pixel areas including a switching area are defined on the transparent insulating
그 다음, 상기 제1 도전성 금속층(105) 상부에 투과율이 높은 포토레지스트 (photo-resist)를 도포하여 제1 감광막(107)을 형성한다.Next, a photoresist having a high transmittance is coated on the first
이어서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 광차단부(109a)와 반투과부(109b) 및 투과부(109c)로 이루어진 제1 회절마스크(109)를 이용하여 상기 제1 감광막(107)에 노광공정을 진행한다. 이때, 상기 제1 회절마스크(109)의 광차단부(109a)는 게이트전극 형성 지역과 대응하는 상기 제1 감광막(107) 상측에 위치하며, 상기 회절마스크 (109)의 반투과부(109b)는 화소전극 형성 지역과 대응하는 상기 제1 감광막 (107) 상측에 위치한다. 또한, 상기 제1 회절마스크(109) 이외에 광의 회절 효과를 이용하는 마스크, 예를 들어 하프톤 마스크(Half-ton mask) 또는 기타 다른 마스크를 사용할 수도 있다. Subsequently, as illustrated in FIG. 4B, an exposure process is performed on the first
그 다음, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 노광 공정을 진행한 다음 현상공정을 통해 상기 제1 감광막(107)을 선택적으로 제거하여 게이트 형성지역(107a)과 화소전극 형성지역(107b)을 형성한다. 이때, 게이트 형성 지역(107a)은 광이 투과되지 않은 상태이기 때문에 제1 감광막(107) 두께를 그대로 유지하고 있지만, 상기 화소전극 형성지역(107b)은 광의 일부가 투과되어 일정 두께만큼 제거된다. 즉, 상기 화소전극 형성지역(107b)은 상기 게이트 형성지역(107a)보다 얇은 두께를 갖는다. Next, as shown in FIG. 4C, after the exposure process, the
이어서, 상기 제1 감광막의 게이트 형성지역 (107a) 및 화소전극 형성지역 (107b)을 마스크로 상기 제1 도전성 금속층(105) 및 제1 투명 도전물질층(103)을 패터닝하여 게이트배선(105a), 이 게이트배선(105a)으로부터 돌출된 게이트전극 (105c) 및 화소전극(103b)을 형성한다. 이때, 상기 제1 도전 금속층 (105) 및 제1 투명 도전물질층(103)의 패터닝시에 더미 도전 금속층 패턴(105b)도 함께 형성된다. 또한, 상기 화소전극(103b)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 화소영역의 전면에 상기 게이트배선(105a)과 데이터배선(117c)과 이격된 공간을 두고 배치되어 있다. Subsequently, the first
그 다음, 도 4d에 도시된 바와 같이, 에싱(ashing) 공정을 통해 상기 게이트배선(105a) 및 게이트전극(105c) 상의 게이트 형성지역(107a)의 두께 일부와 함께 상기 화소전극 형성지역(107b)을 제거한다. 이때, 상기 더미 도전 금속층패턴 (105b) 상부가 외부로 노출된다. Next, as shown in FIG. 4D, the pixel
이어서, 도 4e에 도시된 바와 같이, 에싱 공정에 의해 두께 일부가 식각된 게이트 형성지역(107a)을 차단막으로 하여 상기 노출된 더미 도전 금속층패턴 (105b)을 제거한 다음, 상기 제1 감광막의 게이트 형성지역(107a)을 제거한다. 이때, 상기 게이트전극(105c) 하부에 있는 투명 도전물질층 패턴(103a)은 식각하지 않고 그대로 남겨 둔다. Subsequently, as shown in FIG. 4E, the exposed dummy conductive
그 다음, 도 4f에 도시된 바와 같이, 상기 남아 있는 게이트 형성지역(107a)을 제거한 후, 상기 화소전극(105b)을 포함한 기판 전면에 질화실리콘(SiNx) 또는 실리콘산화막(SiO2)으로 이루어진 게이트절연막(111)을 형성하고, 상기 게이트절연막(111) 상에 비정질실리콘 층(a-Si:H)(113)과 불순물이 포함된 비정질실리콘층(n+ 또는 p+)(115) 및 제2 도전 금속층(117)를 차례로 적층한다. 이때, 상기 비정질실리콘 층(a-Si:H)(213)과 불순물이 포함된 비정질실리콘층(n+ 또는 p+) (215)은 화학기상 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition method)으로 증착하고, 상기 제2 도전 금속층(117)은 스퍼터링 방법으로 증착한다. 여기서는, 상기 증착 방법으로 화학기상 증착법, 스퍼터링 방법에 대해서만 기재하고 있지만, 필요에 따라서는 기타 다른 증착 방법을 사용할 수도 있다. 이때, 상기 제2 도전 금속층(117)으로는, 알루미늄 (Al), 텅스텐(W), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 몰리텅스텐 (MoW), 몰리티타늄 (MoTi), 구리/몰리티타늄(Cu/MoTi)을 포함하는 도전성 금속 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 사용한다. Next, as shown in FIG. 4F, after the remaining
이어서, 도 4g에 도시된 바와 같이, 상기 제2 도전 금속층(117) 상부에 투과율이 높은 포토레지스트 (photo-resist)를 도포하여 제2 감광막(119)을 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 4G, a photoresist having high transmittance is coated on the second
그 다음, 광차단부(121a)와 반투과부(121b) 및 투과부(121c)로 이루어진 회절마스크(121)를 이용하여 상기 제2 감광막(119)에 노광 공정을 진행한다. 이때, 상기 회절마스크(121)의 광차단부(121a)는 소스 및 드레인전극 형성 지역과 대응하는 상기 제2 감광막(119) 상측에 위치하며, 상기 회절마스크(121)의 반투과부 (121b)는 박막트랜지스터의 채널 형성 지역과 대응하는 상기 제2 감광막(119) 상측에 위치한다. 또한, 상기 제2 회절마스크(121) 이외에 광의 회절 효과를 이용하는 마스크, 예를 들어 하프톤 마스크(Half-ton mask) 또는 기타 다른 마스크를 사용할 수도 있다. Next, an exposure process is performed on the second
이어서, 도 4h에 도시된 바와 같이, 상기 노광 공정을 진행한 다음 현상공정을 통해 상기 제2 감광막(119)을 식각하여 소스 및 드레인전극 형성지역(119a)과 채널 형성지역(119b)을 형성한다. 이때, 상기 소스 및 드레인전극 형성지역(119a)은 광이 투과되지 않은 상태이기 때문에 제2 감광막(119) 두께를 그대로 유지하고 있지만, 상기 채널 형성지역(119b)은 광의 일부가 투과되어 일정 두께만큼 제거된다. 즉, 상기 채널 형성지역(119b)은 상기 소스 및 드레인전극 형성지역(119a)보다 얇은 두께를 갖는다. Subsequently, as shown in FIG. 4H, the
그 다음, 상기 소스 및 드레인전극 형성지역(119a)과 채널 형성지역(119b)을 마스크로 상기 제2 도전 금속층(117), 불순물이 포함된 비정질실리콘층(115) 및 비정질실리콘층(113)을 순차적으로 패터닝하여 상기 게이트전극(105c)에 대응하는 게이트절연막(111) 상부에 액티브층(113a)과 오믹콘택층(115a)을 형성한다.Next, the second
이어서, 4i에 도시된 바와 같이, 에싱(ashing) 공정을 통해 상기 소스 및 드레인전극 형성지역(119a)의 두께 일부와 함께 상기 채널 형성지역(119b)을 완전히 제거한다. 이때, 상기 채널영역 상부에 오버랩되는 제2 도전 금속층(117) 상면이 외부로 노출된다. Subsequently, as illustrated in 4i, the
그 다음, 도 4j에 도시된 바와 같이, 상기 두께 일부가 제거된 제2 감광막의 소스 및 드레인전극 형성지역(119a)을 마스크로 상기 제2 도전 금속층(117)의 노출된 부분을 식각하여 상기 게이트배선(103a)과 수직으로 교차되는 데이터배선(미도시, 도 2의 117c 참조)과 함께 서로 이격된 소스전극(117a) 및 드레인전극 (117b)을 각각 형성한다. Next, as shown in FIG. 4J, the exposed portion of the second
이어서, 상기 소스전극(117a) 및 드레인전극(117b) 사이에 노출된 오믹콘택층(115a)도 식각하여 서로 이격시킨다. 이때, 상기 식각된 오믹콘택층(115a) 하부에 있는 액티브층(113a)에는 채널영역이 형성된다. Subsequently, the
그 다음, 도 4k에 도시된 바와 같이, 상기 제2 감광막의 소스 및 드레인전극 형성지역(119a)을 완전 제거한 다음, 기판 전면에 무기 절연물질 또는 유기 절연물질을 증착하여 보호막(123)을 형성하고, 이어 상기 보호막(123) 상부에 투과율이 높은 포토레지스트 (photo-resist)를 도포하여 제3 감광막(미도시)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4K, the source and drain
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 노광마스크(미도시)를 이용한 포토리소그라피 공정기술에 의해 노광 및 현상공정을 실시하여 상기 제3 감광막(미도시) 을 제거하여 제3 감광막패턴(미도시)을 형성한다. Subsequently, although not shown in the drawing, an exposure and development process is performed by a photolithography process technique using an exposure mask (not shown) to remove the third photoresist film (not shown) to form a third photoresist pattern (not shown). do.
그 다음, 도 4l에 도시된 바와 같이, 제3 감광막패턴(미도시)을 마스크로 상기 보호막(223)과 그 하부의 게이트절연막(211)을 선택적으로 식각하여 상기 화소전극(103b)을 노출시키는 화소전극 콘택홀(123a)을 형성한다. 이때, 상기 화소전극 콘택홀(123a) 형성시에, 상기 드레인전극(117b)도 함께 노출된다.Next, as shown in FIG. 4L, the protective layer 223 and the gate insulating layer 211 below are selectively etched using a third photoresist pattern (not shown) as a mask to expose the
이어서, 도 4m에 도시된 바와 같이, 상기 제3 감광막패턴(미도시)을 제거하고, 상기 화소전극 콘택홀 (123a)을 포함한 보호막(123)의 상부에 IZO(Indium Zinc Oxide) 조성물 타겟을 사용하여 제2 투명 도전물질층(125)을 DC 마그네트론 스퍼터링법(magnetron sputtering)으로 증착한다. Subsequently, as shown in FIG. 4M, the third photoresist layer pattern (not shown) is removed, and an IZO (Indium Zinc Oxide) composition target is used on the
이때, 상기 IZO (Indium Zinc Oxide) 조성물 타겟으로는 In2O3 (40~80 wt%) : ZnO (20~60wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)2와, In2O3 (30 ~ 60 wt%) : ZnO (30~55wt%) : SnO2 (5~15wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)2SnO2와, In2O3 (40~70 wt%) : ZnO (30~60wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)3와, In2O3 (35 ~ 55 wt%) : ZnO (40~65wt%) : SnO2 (1~10wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)3SnO2와, In2O3 (40 ~ 80 wt%) : ZnO (5~20wt%) : SnO2 (15~40wt%)로 구성되는 ITZO를 포함한다. 특히, In2O3 (40~80 wt%) : ZnO (20~60wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)2를 사용하는 경우에 In2O3(ZnO)k 조성물 중에서 박막 형성시 가장 우수한 전기 전도 특성을 갖는다. 또한, In2O3 (30 ~ 60 wt%) : ZnO (30~55wt%) : SnO2 (5~15wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)2SnO2를 사용하는 경우에, IZO에 비해 강도와 경도가 증가하는 특성을 갖는다.At this time, the Indium Zinc Oxide (IZO) composition target is In 2 O 3 (40-80 wt%) : And ZnO (20 ~ 60wt%) In 2 O 3 (ZnO) consisting of 2, In 2 O 3 (30 ~ 60 wt%): ZnO (30 ~ 55wt%): SnO 2 (5 ~ 15wt%) In 2 O 3 consisting of (ZnO) 2 and SnO 2, In 2 O 3 (40-70 wt%) : In 2 O 3 (ZnO) 3 composed of ZnO (30 to 60 wt%), In 2 O 3 (35 to 55 wt%): ZnO (40 to 65 wt%): SnO 2 (1 to 10 wt%) In 2 O 3 (ZnO) 3 SnO 2 And In 2 O 3 (40 to 80 wt%): ZnO (5 to 20 wt%): Contains ITZO consisting of SnO 2 (15 to 40 wt%). In particular, In 2 O 3 (40-80 wt%) : When In 2 O 3 (ZnO) 2 composed of ZnO (20 to 60 wt%) is used, it has the best electric conduction property when forming a thin film among In 2 O 3 (ZnO) k compositions. In addition, In 2 O 3 (30 to 60 wt%): ZnO (30 to 55 wt%): In 2 O 3 (ZnO) 2 SnO 2 composed of SnO 2 (5 to 15 wt%), the strength and hardness of IZO Has increasing properties.
그리고, In2O3 (40~70 wt%) : ZnO (30~60wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)3를 사용하는 경우에, In2O3(ZnO)k 조성물 중에 벌크(bulk) 형성시에 가장 우수한 전기 전도 특성을 갖는다.And In 2 O 3 (40-70 wt%) In the case of using In 2 O 3 (ZnO) 3 composed of ZnO (30 to 60 wt%), the In 2 O 3 (ZnO) k composition has the most excellent electrical conducting properties at the time of bulk formation.
더욱이, In2O3 (35 ~ 55 wt%) : ZnO (40~65wt%) : SnO2 (1~10wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)3SnO2를 사용하는 경우에, IZO에 비해 강도와 경도가 증가하는 특성을 갖는다.Moreover, In 2 O 3 (35 to 55 wt%): ZnO (40 to 65 wt%): In 2 O 3 (ZnO) 3 SnO 2 composed of SnO 2 (1 to 10 wt%), the strength and hardness of IZO Has increasing properties.
한편, IZO 조성물로는, 인듐아연산화물(IZO)를 주성분으로 하고, 2~4가의 원자가를 갖는 산화물 중 1 종류 이상을 1~15wt%로 첨가한 타겟을 포함한다.On the other hand, as an IZO composition, the target which has indium zinc oxide (IZO) as a main component and added 1 or more types at 1-15 weight% of the oxide which has a valency of 2-4 tetravalent is included.
본 발명에서는, 최상층으로 사용하는 공통전극 형성시에 IZO 조성물을 사용하는 경우에 대해서는 기재하고 있지만, 최상층으로 공통전극 대신에 화소전극을 형성하는 경우에도 동일하게 적용된다. Although the present invention describes the case where the IZO composition is used when forming the common electrode used as the uppermost layer, the same applies to the case where the pixel electrode is formed instead of the common electrode as the uppermost layer.
그 다음, 도면에는 도시하지 않았지만, 제2 투명 도전물질층(125) 상부에 투과율이 높은 포토레지스트(photo-resist)를 도포하여 제4 감광막(미도시)을 형성한다. Next, although not shown in the figure, a fourth photosensitive film (not shown) is formed by applying a high transmittance photo-resist on the second transparent
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 노광마스크(미도시)를 이용한 포토리소그라피 공정기술에 의해 노광 및 현상공정을 실시하여 상기 제4 감광막(미도시)을 제거함으로써 제4 감광막패턴(미도시)을 형성한다. Subsequently, although not shown, a fourth photoresist pattern (not shown) is formed by performing an exposure and development process by a photolithography process technique using an exposure mask (not shown) to remove the fourth photoresist layer (not shown). do.
그 다음, 도 4n에 도시된 바와 같이, 상기 제4 감광막패턴(미도시)을 마스크로 상기 제2 투명 도전층(125)을 식각하여, 다수의 공통전극(125a)과 함께 상기 화소전극 콘택홀(123a)을 통해 상기 화소전극(103b)과 전기적으로 연결되는 화소전극 연결패턴(125b)을 동시에 형성한다.Next, as shown in FIG. 4N, the second transparent
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제4 감광막패턴(미도시)을 제거함으로써 본 발명에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조공정을 완료하게 된다. Subsequently, although not shown in the drawing, the fourth photosensitive film pattern (not shown) is removed to complete the manufacturing process of the array substrate for an H-IPS type liquid crystal display device according to the present invention.
이후에, 도면에는 도시하지 않았지만, 컬러필터 기판 제조공정과 함께 어레이기판과 컬러필터 기판 사이에 액정층을 충진하는 공정을 수행함으로써 본 발명에 따른 에프에프에스 방식 액정표시장치를 제조하게 된다.Subsequently, although not shown in the drawing, the FPS type liquid crystal display device according to the present invention is manufactured by performing a process of filling a liquid crystal layer between the array substrate and the color filter substrate together with the color filter substrate manufacturing process.
도 5는 본 발명에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판에 있어서, 공통전극 폭(width) 및 공통전극 간 거리(distance)에 따른 투과도를 나타낸 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing transmittance according to a width of a common electrode and a distance between common electrodes in an AH-IPS array substrate according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판에 있어서, IZO 조성물과 ITO를 각각 사용하는 경우에 식각률(etch rate)을 비교하여 나타낸 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing etch rates when IZO compositions and ITOs are used in an array substrate for an AH-IPS type liquid crystal display device according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치용 어레이기판에 있어서, IZO 조성물과 ITO의 식각 선택비(selectivity)를 비교하여 나타낸 그래프이다.FIG. 7 is a graph illustrating the etching selectivity of the IZO composition and ITO in the AH-IPS type array substrate according to the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 전극의 폭(w)이 약 2.0μm 이하이고, 전극 간 거리(d)가 약 3.5μm 정도일 때 투과 효율이 증가하므로, 그만큼 전극의 폭(w)을 미세하게 패터닝하는 것이 무엇보다 중요하게 요구된다.As shown in FIG. 5, since the transmission efficiency increases when the width w of the electrode is about 2.0 μm or less and the distance d between the electrodes is about 3.5 μm, the width w of the electrode is finely patterned accordingly. It is most important to do it.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 액정표시장치의 공통전극 형성 물질로서 ITO와 IZO를 사용하는 경우에 나타나는 식각률을 알 수 있는데, 본 발명의 IZO 조성물을 사용하는 경우는, 기존의 ITO를 사용하는 경우보다, 식각률(etch rate)이 수십배 내지 수백 배 향상되는 것을 알 수 있다. In addition, as shown in FIG. 6, the etch rate shown in the case of using ITO and IZO as the common electrode forming material of the liquid crystal display may be known. In the case of using the IZO composition of the present invention, conventional ITO Rather than the case, it can be seen that the etching rate (etch rate) is improved several tens to hundreds of times.
그리고, 도 7은 액정표시장치의 공통전극 형성 물질로 사용되는 ITO와 IZO 조성물의 식각 선택비를 비교해서 나타낸 것인데, IZO 조성물, 즉 IZO, IGZO, IGO를 사용하는 경우에 ITO를 사용하는 경우보다 식각 선택비가 크게 나타남을 알 수 있다.7 illustrates a comparison of etching selectivity of ITO and IZO composition used as a common electrode forming material of a liquid crystal display device, which is greater than the case of using ITO when IZO compositions, ie, IZO, IGZO, and IGO, are used. It can be seen that the etching selectivity is large.
따라서, 본 발명에 따르면, 기존의 식각 속도가 느린 ITO 대신에 식각 속도가 빠른 투명도전물질인 IZO(Indium Zinc Oxide) 조성물을 이용하여 에이에이치 아이피에스(AH-IPS) 방식 액정표시장치의 공통전극으로 사용함으로써, 식각률 (etch rate)이 향상되어 미세 전극 패턴 구현이 가능하며, 그로 인해 동일 두께의 ITO에 비해 투과율이 향상된다. Therefore, according to the present invention, instead of the conventional etch slow ITO, using a IZO (Indium Zinc Oxide) composition of a high-speed transparent conductive material as a common electrode of the AH-IPS type liquid crystal display device By using, the etching rate (etch rate) is improved to implement a fine electrode pattern, thereby improving the transmittance compared to the same thickness of ITO.
특히, 본 발명은 기존의 ITO에 비해 식각률이 우수한 투명도전물질인 IZO(Indium Zinc Oxide) 조성물을 이용하기 때문에, 공통전극의 폭 (width)의 미세 선폭 구현이 가능하며, 공통전극들 간 거리(distance)도 조절 가능하게 됨으로써, 그만큼 기존의 ITO를 사용할 때보다 투과율이 향상된다.In particular, since the present invention uses an indium zinc oxide (IZO) composition, which is a transparent conductive material having an excellent etching rate compared to the conventional ITO, it is possible to realize a fine line width of the width of the common electrode and to provide a distance between the common electrodes. distance) is also adjustable, thereby improving the transmittance compared to using the conventional ITO.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
따라서, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Accordingly, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims also fall within the scope of the present invention.
101: 절연기판 103a: 투명도전층패턴
103b: 화소전극 105a: 게이트배선
105c: 게이트전극 107: 감광막
109: 제1 회절마스크 111: 게이트절연막
113a: 액티브층 115a: 오믹콘택층
117a: 소스전극 117b: 드레인전극
117c: 데이터배선 119: 제2 감광막
121: 제2 회절마스크 123: 보호막
125a: 공통전극 125b: 화소전극 연결패턴101: insulating
103b:
105c: gate electrode 107: photosensitive film
109: first diffraction mask 111: gate insulating film
113a:
117a:
117c: data wiring 119: second photosensitive film
121: second diffraction mask 123: protective film
125a:
Claims (9)
상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터배선;
상기 게이트배선과 데이터배선의 교차 지점에 형성된 박막트랜지스터;
상기 기판의 화소영역에 형성된 화소전극;
상기 화소전극과 박막트랜지스터를 포함한 기판 전면에 형성된 보호막;
상기 보호막 상에 투명도전물질인 IZO(Indium Zinc Oxide) 조성물로 형성되고, 서로 이격된 다수개의 공통전극; 및
상기 화소전극 및 박막트랜지스터를 전기적으로 연결시켜 주는 화소전극 연결패턴;을 포함하여 구성되는 액정표시장치용 어레이기판.A gate wiring formed on one surface of the substrate in one direction;
A data line crossing the gate line to define a pixel area;
A thin film transistor formed at a point of intersection of the gate line and the data line;
A pixel electrode formed in the pixel region of the substrate;
A protective film formed on an entire surface of the substrate including the pixel electrode and the thin film transistor;
A plurality of common electrodes formed of an indium zinc oxide (IZO) composition, which is a transparent conductive material, on the passivation layer and spaced apart from each other; And
And a pixel electrode connection pattern electrically connecting the pixel electrode and the thin film transistor to each other.
In2O3 (40~80 wt%) : ZnO (20~60wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)2와, In2O3 (30 ~ 60 wt%) : ZnO (30~55wt%) : SnO2 (5~15wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)2SnO2와, In2O3 (40~70 wt%) : ZnO (30~60wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)3와, In2O3 (35 ~ 55 wt%) : ZnO (40~65wt%) : SnO2 (1~10wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)3SnO2와, In2O3 (40 ~ 80 wt%) : ZnO (5~20wt%) : SnO2 (15~40wt%)로 구성되는 ITZO를 포함하는 IZO 조성물 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판.The method of claim 1, wherein the common electrode,
In 2 O 3 (40-80 wt%) : And ZnO (20 ~ 60wt%) In 2 O 3 (ZnO) consisting of 2, In 2 O 3 (30 ~ 60 wt%): ZnO (30 ~ 55wt%): SnO 2 (5 ~ 15wt%) and In 2 O 3 (ZnO) 2 SnO 2 consisting of, In 2 O 3 (40 ~ 70 wt%) : ZnO (30 ~ 60wt%) In 2 O 3 (ZnO) 3 and consisting of, In 2 O 3 (35 to 55 wt%): ZnO (40 to 65 wt%): In 2 O 3 (ZnO) 3 consisting of SnO 2 (1 to 10 wt%) SnO 2 and In 2 O 3 (40 to 80 wt%): ZnO (5 to 20 wt%): An array substrate for a liquid crystal display device comprising any one of IZO compositions comprising ITZO composed of SnO 2 (15 to 40 wt%).
상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터배선과,
상기 게이트배선과 데이터배선의 교차 지점에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;
상기 기판의 화소영역에 화소전극을 형성하는 단계;
상기 화소전극과 박막트랜지스터를 포함한 기판 전면에 보호막을 형성하는 단계; 및
상기 보호막 상에 투명도전물질인 IZO(Indium Zinc Oxide) 조성물을 이용하여 서로 이격된 다수개의 공통전극과 함께, 상기 화소전극 및 박막트랜지스터를 전기적으로 연결시켜 주는 화소전극 연결패턴을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는
액정표시장치용 어레이기판 제조방법.Forming a gate wiring in one direction on one surface of a substrate;
A data line crossing the gate line to define a pixel area;
Forming a thin film transistor at an intersection of the gate line and the data line;
Forming a pixel electrode in the pixel region of the substrate;
Forming a protective film on an entire surface of the substrate including the pixel electrode and the thin film transistor; And
Forming a pixel electrode connection pattern electrically connecting the pixel electrode and the thin film transistor with a plurality of common electrodes spaced apart from each other by using an indium zinc oxide (IZO) composition, which is a transparent conductive material, on the passivation layer; Configured by
Method of manufacturing array substrate for liquid crystal display device.
In2O3 (40~80 wt%) : ZnO (20~60wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)2와, In2O3 (30 ~ 60 wt%) : ZnO (30~55wt%) : SnO2 (5~15wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)2SnO2와, In2O3 (40~70 wt%) : ZnO (30~60wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)3와, In2O3 (35 ~ 55 wt%) : ZnO (40~65wt%) : SnO2 (1~10wt%)로 구성되는 In2O3(ZnO)3SnO2와, In2O3 (40 ~ 80 wt%) : ZnO (5~20wt%) : SnO2 (15~40wt%)로 구성되는 ITZO를 포함하는 IZO 조성물 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.The method of claim 5, wherein the common electrode,
In 2 O 3 (40-80 wt%) : And ZnO (20 ~ 60wt%) In 2 O 3 (ZnO) consisting of 2, In 2 O 3 (30 ~ 60 wt%): ZnO (30 ~ 55wt%): SnO 2 (5 ~ 15wt%) and In 2 O 3 (ZnO) 2 SnO 2 consisting of, In 2 O 3 (40 ~ 70 wt%) : ZnO (30 ~ 60wt%) In 2 O 3 (ZnO) 3 and consisting of, In 2 O 3 (35 to 55 wt%): ZnO (40 to 65 wt%): In 2 O 3 (ZnO) 3 consisting of SnO 2 (1 to 10 wt%) SnO 2 and In 2 O 3 (40 to 80 wt%): ZnO (5 to 20 wt%): A method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device, comprising any one of IZO compositions containing ITZO composed of SnO 2 (15 to 40 wt%).
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