KR100983578B1 - Liquid crystal display device of in-plane switching and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
상/하부기판 합착시 미스 얼라인에 따른 개구율 감소 문제를 해결하고, 공통배선을 게이트라인 상부에 배치시키므로써 개구율을 향상시키기에 알맞은 횡전계 방식의 액정표시장치 및 그의 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 횡전계 방식의 액정표시장치는, 소정 간격을 두고 서로 대향되는 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판상에 종횡으로 형성되어 화소영역을 정의하는 게이트라인 및 데이터라인과; 상기 게이트라인 및 데이터라인의 교차 부위에 형성된 박막 트랜지스터와; 상기 박막 트랜지스터의 드레인전극에서 연장되어, 전단의 게이트라인 상부와 중첩되도록 형성된 스토리지 전극과; 상기 드레인전극에서 상기 화소영역으로 연장되어 상기 게이트라인에 평행하게 형성된 차광전극과; 상기 데이터라인, 상기 박막 트랜지스터, 상기 스토리지 전극 및 상기 차광전극을 포함한 상기 제 1 기판의 전면에 형성된 평탄화막과; 상기 평탄화막 상에, 상기 차광전극의 일영역과 대응되어 형성된 콘택홀과; 상기 평탄화막 상에, 상기 게이트라인과 중첩되도록 형성된 공통배선과; 상기 평탄화막 상에, 상기 데이터라인과 동일한 방향으로 형성되고, 상기 데이터라인과 중첩되는 일부와 상기 화소영역 내에 배치되는 다른 일부를 포함하는 공통전극과; 상기 평탄화막 상에, 상기 공통전극과 동일한 방향으로, 상기 공통전극 사이에 일정간격으로 이격되어 형성되고, 상기 콘택홀을 통해 상기 차광전극의 일영역에 콘택되는 화소전극을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.It is to provide a transverse electric field type liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that are suitable for improving the aperture ratio by solving the problem of reduction of the aperture ratio due to misalignment when the upper and lower substrates are bonded, and by arranging the common wiring above the gate line. In order to achieve the above object, a transverse electric field type liquid crystal display device includes: a first substrate and a second substrate facing each other at a predetermined interval; Gate lines and data lines formed vertically and horizontally on the first substrate to define pixel regions; A thin film transistor formed at an intersection of the gate line and the data line; A storage electrode extending from the drain electrode of the thin film transistor and overlapping the upper gate line; A light blocking electrode extending from the drain electrode to the pixel region so as to be parallel to the gate line; A planarization layer formed on an entire surface of the first substrate including the data line, the thin film transistor, the storage electrode, and the light blocking electrode; A contact hole formed on the planarization layer to correspond to a region of the light blocking electrode; A common wiring formed on the planarization layer to overlap the gate line; A common electrode formed on the planarization layer in the same direction as the data line and including a portion overlapping the data line and another portion disposed in the pixel area; And a pixel electrode formed on the planarization layer in the same direction as the common electrode, spaced apart from the common electrode at a predetermined interval, and contacting one region of the light blocking electrode through the contact hole. do.
공통배선, 스토리지전극, 칼라필터층, 수지막, 차광막 Common wiring, storage electrode, color filter layer, resin film, light shielding film
Description
도 1은 일반적인 TN 액정표시장치의 일부를 나타낸 분해 사시도1 is an exploded perspective view showing a part of a typical TN liquid crystal display device
도 2는 일반적인 횡전계 방식(IPS)의 액정표시장치를 나타낸 개략적인 단면도 Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display device of a typical transverse electric field (IPS)
도 3a 내지 도 3b는 IPS 모드에서 전압 온(on)/오프(off)시 액정의 상 변이 모습을 나타내는 도면 3A to 3B are diagrams illustrating phase transitions of liquid crystals when voltage on / off is performed in IPS mode.
도 4a 및 도 4b는 각각 오프상태와 온 상태일 때 IPS 모드 액정표시장치의 동작을 나타낸 사시도 4A and 4B are perspective views showing the operation of the IPS mode LCD in the off and on states, respectively.
도 5는 종래 기술에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 평면도 5 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device according to the prior art;
도 6은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ'와 Ⅱ-Ⅱ' 선상을 자른 구조 단면도 FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line II ′ and II ′ of FIG. 5.
도 7은 종래의 다른 기술에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 평면도 7 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device according to another conventional technology
도 8은 도 6의 Ⅲ-Ⅲ'와 Ⅳ-Ⅳ' 선상을 자른 구조 단면도 8 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ and IV-IV ′ of FIG. 6.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 평면도 9 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도 10은 도 9의 Ⅴ-Ⅴ'와 Ⅵ-Ⅵ' 선상을 자른 구조 단면도 FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line V-V ′ and VI-VI ′ of FIG. 9;
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도 11A to 11C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예의 박막트랜지스터 상부에 차광막을 더 추가한 횡전계 방식의 액정표시장치의 평면도 12 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device in which a light shielding film is further added on top of a thin film transistor according to a first embodiment of the present invention.
도 13과 도 14는 도 12의 Ⅶ-Ⅶ'와 Ⅷ-Ⅷ' 선상을 자른 구조 단면도 13 and 14 are cross-sectional views taken along line VII 'and' VII 'of FIG. 12.
도 15a 내지 도 15c는 도 13에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도 15A to 15C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the transverse electric field type liquid crystal display device of FIG. 13.
도 16a 내지 도 16c는 도 14에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도 16A to 16C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the transverse electric field type liquid crystal display device of FIG. 14.
도 17은 본 발명의 제 1 실시예의 공통배선과 공통전극 및 화소전극을 불투명 금속으로 형성하였을 때의 횡전계 방식의 액정표시장치의 평면도 17 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device when the common wiring, the common electrode, and the pixel electrode of the first embodiment of the present invention are formed of an opaque metal.
도 18은 도 17의 Ⅸ-Ⅸ'와 Ⅹ-Ⅹ' 선상을 자른 상/하판 합착 구조도 FIG. 18 is an upper / lower plate bonding structure diagram cut along the lines '-' and '-' of FIG. 17; FIG.
도 19a 내지 도 19c는 도 18에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도 19A through 19C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device according to FIG. 18.
도 20은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 평면도 20 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 21은 도 20의 ⅩⅠ-ⅩⅠ'와 ⅩⅡ-ⅩⅡ' 선상을 자른 구조 단면도 FIG. 21 is a cross-sectional view taken along line II-XI 'and XII-XII' of FIG. 20; FIG.
도 22a 내지 도 22c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도 22A to 22C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 23은 본 발명의 제 2 실시예의 박막트랜지스터 상부에 차광막을 더 추가한 횡전계 방식의 액정표시장치의 평면도 23 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device in which a light shielding film is further added on top of a thin film transistor according to a second embodiment of the present invention.
도 24와 도 25는 도 23의 ⅩⅢ-ⅩⅢ'와 ⅩⅣ-ⅩⅣ' 선상을 자른 구조 단면도 24 and 25 are cross-sectional views taken along line XIII-XIII 'and XIV-XIV' of FIG. 23.
도 26a 내지 도 26c는 도 24에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도 26A to 26C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the transverse electric field type liquid crystal display device of FIG. 24.
도 27a 내지 도 27c는 도 25에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도 27A to 27C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the transverse electric field type liquid crystal display device of FIG. 25.
도 28은 본 발명의 제 2 실시예의 공통배선과 공통전극 및 화소전극을 불투명 금속으로 형성하였을 때의 횡전계 방식의 액정표시장치의 평면도 28 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device when the common wiring, the common electrode, and the pixel electrode of the second embodiment of the present invention are formed of an opaque metal.
도 29는 도 28의 ⅩⅤ-ⅩⅤ'와 ⅩⅥ-ⅩⅥ' 선상을 자른 상/하판 합착 구조도 FIG. 29 is a structural diagram of the upper and lower plate joints cut along the VV-VV 'and VVI-VVI lines of FIG.
도 30a 내지 도 30c는 도 29에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도 30A to 30C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the transverse electric field type liquid crystal display of FIG. 29.
도 31은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 평면도 31 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 32는 도 31의 ⅩⅦ-ⅩⅦ'와 ⅩⅧ-ⅩⅧ' 선상을 자른 구조 단면도 32 is a cross-sectional view taken along line VII-VII 'and VIII-VII' of FIG. 31;
도 33a 내지 도 33c는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도 33A to 33C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device according to a third exemplary embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
90 : 상부기판 100 : 하부기판 90: upper substrate 100: lower substrate
101 : 게이트라인 101a : 게이트전극 101:
102 : 게이트절연막 103 : 액티브층102 gate
104 : 데이터라인 104a : 소오스전극 104:
104b : 드레인전극 104c : 차광전극
104b:
104d : 스토리지 전극 105 : 평탄화막 104d: storage electrode 105: planarization film
106 : 콘택홀 107a : 공통배선106:
107b : 공통전극 107c: 화소전극 107b:
108 : 차광막 109 : 산화막 108: light shielding film 109: oxide film
110 : B 칼라필터층 111 : 수지막110: B color filter layer 111: resin film
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히 상/하판 합착마진에 의한 개구율 감소를 해결하고, 데이터라인과 게이트라인 상부에서 빛의 반사를 감소시키며, 박막트랜지스터 채널영역으로의 광 입사를 감소시켜서 화질을 향상시키기에 알맞은 횡전계 방식의 액정표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.As the information society develops, the demand for display devices is increasing in various forms.In recent years, liquid crystal display (LCD), plasma display panel (PDP), electro luminescent display (ELD), and vacuum fluorescent display (VFD) have been developed. Various flat panel display devices have been studied, and some are already used as display devices in various devices.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전, 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.Among them, LCD is the most widely used as a substitute for CRT (Cathode Ray Tube) for the use of mobile image display device because of the excellent image quality, light weight, thinness, and low power consumption, and mobile type such as monitor of notebook computer. In addition, it is being developed in various ways, such as a television for receiving and displaying broadcast signals, and a monitor of a computer.
이와 같이 액정표시장치가 여러 분야에서 화면 표시장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어졌음에도 불구하고 화면 표시장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 상기 장점과 배치되는 면이 많이 있다.As described above, although various technical advances have been made in order for the liquid crystal display device to serve as a screen display device in various fields, the task of improving the image quality as the screen display device has many advantages and disadvantages.
따라서, 액정표시장치가 일반적인 화면 표시장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고 품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.Therefore, in order to use a liquid crystal display device in various parts as a general screen display device, the key to development is how much high definition images such as high definition, high brightness, and large area can be realized while maintaining the characteristics of light weight, thinness, and low power consumption. It can be said.
이와 같은 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 유리 기판과, 상기 제 1, 제 2 유리 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.Such a liquid crystal display device may be broadly divided into a liquid crystal panel displaying an image and a driving unit for applying a driving signal to the liquid crystal panel, wherein the liquid crystal panel includes first and second glass substrates having a space and are bonded to each other; It consists of a liquid crystal layer injected between the said 1st, 2nd glass substrate.
여기서, 상기 제 1 유리 기판(TFT 어레이 기판)에는, 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 라인의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다. The first glass substrate (TFT array substrate) may include a plurality of gate lines arranged in one direction at a predetermined interval, a plurality of data lines arranged at regular intervals in a direction perpendicular to the gate lines, and A plurality of pixel electrodes formed in a matrix form in each pixel region defined by crossing each gate line and data line, and a plurality of thin films that transmit signals of the data line to each pixel electrode by being switched by signals of the gate line The transistor is formed.
그리고 제 2 유리 기판(컬러필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R,G,B 컬러 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다. 물론, 횡전계 방식의 액정표시장치에서는 공통전극이 제 1 유리 기판에 형성되어 있다.The second glass substrate (color filter substrate) includes a black matrix layer for blocking light in portions other than the pixel region, an R, G, B color filter layer for expressing color colors, and a common electrode for implementing an image. Is formed. Of course, the common electrode is formed on the first glass substrate in the transverse electric field type liquid crystal display device.
이와 같은 상기 제 1, 제 2 유리 기판은 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고 액정 주입구를 갖는 씨일재에 의해 합착되고 상기 두 기판 사이에 액정이 주입된다.The first and second glass substrates are bonded by a sealing material having a predetermined space by a spacer and having a liquid crystal injection hole, and a liquid crystal is injected between the two substrates.
이때, 액정 주입 방법은 상기 실재에 의해 합착된 두 기판 사이를 진공 상태로 유지하여 액정 용기에 상기 액정 주입구가 잠기도록 하면 삼투압 현상에 의해 액정이 두 기판 사이에 주입된다. 이와 같이 액정이 주입되면 상기 액정 주입구를 밀봉재로 밀봉하게 된다.In this case, in the liquid crystal injection method, the liquid crystal is injected between the two substrates by osmotic pressure when the liquid crystal injection hole is immersed in the liquid crystal container by maintaining the vacuum state between the two substrates bonded by the reality. When the liquid crystal is injected as described above, the liquid crystal injection hole is sealed with a sealing material.
한편, 상기와 같이 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다.On the other hand, the driving principle of the liquid crystal display device as described above uses the optical anisotropy and polarization of the liquid crystal.
상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.Since the liquid crystal is thin and long in structure, the liquid crystal has a direction in the arrangement of molecules, and the liquid crystal may be artificially applied to control the direction of the molecular arrangement.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 편광된 빛이 임의로 변조되어 화상정보를 표현할 수 있다.Accordingly, when the molecular arrangement direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light polarized by optical anisotropy may be arbitrarily modulated to express image information.
이러한 액정은 전기적인 특정분류에 따라 유전율 이방성이 양(+)인 포지티브 액정과 음(-)인 네거티브 액정으로 구분될 수 있으며, 유전율 이방성이 양인 액정 분자는 전기장이 인가되는 방향으로 액정분자의 장축이 평행하게 배열하고, 유전율 이방성이 음인 액정분자는 전기장이 인가되는 방향과 액정분자의 장축이 수직하게 배열한다.Such liquid crystals may be classified into positive liquid crystals having positive dielectric anisotropy and negative liquid crystals having negative dielectric anisotropy according to an electric specific classification. Liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy may have long axes of liquid crystal molecules in a direction in which an electric field is applied. The liquid crystal molecules arranged in parallel and having negative dielectric anisotropy are arranged perpendicularly to the direction in which the electric field is applied and the major axis of the liquid crystal molecules.
도 1은 일반적인 TN 액정표시장치의 일부를 나타낸 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view illustrating a part of a general TN liquid crystal display device.
도 1에 도시한 바와 같이, 일정 공간을 갖고 합착된 하부기판(1) 및 상부기판(2)과, 상기 하부기판(1)과 상부기판(2) 사이에 주입된 액정층(3)으로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the
보다 구체적으로 설명하면, 상기 하부기판(1)은 화소영역(P)을 정의하기 위하여 일정한 간격을 갖고 일방향으로 복수개의 게이트 라인(4)이 배열되고, 상기 게이트 라인(4)에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 복수개의 데이터 라인(5)이 배열되며, 상기 게이트 라인(4)과 데이터 라인(5)이 교차하는 각 화소영역(P)에는 화소전극(6)이 형성되고, 상기 각 게이트 라인(4)과 데이터 라인(5)이 교차하는 부분에 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다.More specifically, the
그리고 상기 상부기판(2)은 상기 화소영역(P)을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층(7)과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R,G,B 컬러 필터층(8)과, 화상을 구현하기 위한 공통전극(9)이 형성되어 있다.The
여기서, 상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 게이트 라인(4)으로부터 돌출된 게이트 전극과, 전면에 형성된 게이트 절연막(도면에는 도시되지 않음)과 상기 게이트 전극 상측의 게이트 절연막위에 형성된 액티브층과, 상기 데이터 라인(5)으로부터 돌출된 소오스 전극과, 상기 소오스 전극에 대향되도록 드레인 전극을 구비하여 구성된다.The thin film transistor T may include a gate electrode protruding from the
상기 화소전극(6)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명 도전성 금속을 사용한다. The
전술한 바와 같이 구성되는 액정표시장치는 상기 화소전극(6)상에 위치한 액정층(3)이 상기 박막 트랜지스터(T)로부터 인가된 신호에 의해 배향되고, 상기 액정층(3)의 배향 정도에 따라 액정층(3)을 투과하는 빛의 양을 조절하는 방식으로 화상을 표현할 수 있다.In the liquid crystal display device configured as described above, the
전술한 바와 같은 액정패널은 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하며, 상부기판(2)의 공통전극(9)이 접지역할을 하게 되어 정전기로 인한 액정 셀의 파괴를 방지할 수 있다. As described above, the liquid crystal panel drives the liquid crystal by an electric field applied up and down, and has excellent characteristics such as transmittance and aperture ratio, and the
그러나, 상-하로 걸리는 전기장에 의한 액정 구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 갖고 있다. However, the liquid crystal drive by the electric field applied up-down has a disadvantage that the viewing angle characteristics are not excellent.
따라서, 상기의 단점을 극복하기 위해 새로운 기술 즉, IPS의 액정표시장치가 제안되고 있다.Accordingly, in order to overcome the above disadvantages, a new technology, namely, a liquid crystal display device of IPS, has been proposed.
도 2는 일반적인 IPS의 액정표시장치를 나타낸 개략적인 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display of a general IPS.
도 2에 도시한 바와 같이, 하부기판(11)상에 화소전극(12)과 공통전극(13)이 동일 평면상에 형성되어 있다. As shown in FIG. 2, the
그리고 상기 하부기판(11)과 일정 공간을 갖고 합착된 상부기판(15) 사이에 형성된 액정층(14)은 상기 하부기판(11)상의 상기 화소전극(12)과 공통전극(13) 사이의 횡전계에 의해 작동한다.
In addition, the
도 3a 내지 도 3b는 IPS 모드에서 전압 온(on)/오프(off)시 액정의 상 변이 모습을 나타내는 도면이다.3A to 3B are diagrams illustrating phase transitions of liquid crystals when voltages are turned on and off in the IPS mode.
즉, 도 3a는 화소전극(12) 또는 공통전극(13)에 횡전계가 인가되지 않은 오프(off)상태로써, 액정층(14)의 상 변이가 일어나지 않음을 알 수 있다. 예를 들어 화소전극(12)과 공통전극(13)의 수평 방향에서 기본적으로 45°틀어져있다.That is, FIG. 3A shows an off state in which no transverse electric field is applied to the
도 3b는 상기 화소전극(12)과 공통전극(13)에 횡전계가 인가된 온(on) 상태로써, 액정층(14)의 상 변이가 일어나고, 도 3a의 오프 상태와 비교해서 45°정도로 뒤틀림 각을 가지고, 화소전극(12)과 공통전극(13)의 수평방향과 액정의 비틀림 방향이 일치함을 알 수 있다.FIG. 3B is an on state in which a transverse electric field is applied to the
상술한 바와 같이 IPS의 액정표시장치는 동일 평면상에 화소전극(12)과 공통전극(13)이 모두 존재한다. As described above, in the liquid crystal display of the IPS, both the
상기 횡전계 방식의 장점으로는 광시야각이 가능하다는 것이다. An advantage of the transverse electric field method is that a wide viewing angle is possible.
즉, 액정표시장치를 정면에서 보았을 때, 상/하/좌/우 방향으로 약 70°방향에서 가시 할 수 있다. That is, when the liquid crystal display device is viewed from the front, the liquid crystal display device may be visible in the up / down / left / right directions at about 70 °.
그리고, 일반적으로 사용되는 액정표시장치에 비해 제작 공정이 간단하고, 시야각에 따른 색의 이동이 적은 장점이 있다.In addition, there is an advantage that the manufacturing process is simpler and the color shift according to the viewing angle is smaller than that of the liquid crystal display device.
그러나, 공통전극(13)과 화소전극(12)이 동일 기판상에 존재하기 때문에 빛에 의한 투과율 및 개구율이 저하되는 단점이 있다. However, since the
또한, 구동전압에 의한 응답시간을 개선해야 하고, 셀 갭(cell gap)의 정렬오차 마진(misalign margin)이 작기 때문에 상기 셀 갭을 균일하게 해야 하는 단점 이 있다.In addition, there is a disadvantage in that the response time due to the driving voltage must be improved and the cell gap must be made uniform because the misalign margin of the cell gap is small.
즉, 횡전계 방식의 액정표시장치는 상기와 같은 장점과 단점이 있으므로 사용자의 사용 용도에 따라 선택해서 사용할 수 있다.That is, the transverse electric field type liquid crystal display device has the advantages and disadvantages as described above can be selected according to the user's use.
도 4a 및 도 4b는 각각 오프상태와 온 상태일 때 IPS의 액정표시장치의 동작을 나타낸 사시도이다.4A and 4B are perspective views showing the operation of the liquid crystal display of the IPS in the off state and the on state, respectively.
도 4a에 도시한 바와 같이, 화소전극(12) 또는 공통전극(13)에 횡전계 전압이 인가되지 않았을 경우에는 액정분자 배열방향(16)은 초기 배향막(도시되지 않음)의 배열 방향과 동일한 방향으로 배열된다.As shown in FIG. 4A, when no transverse electric field voltage is applied to the
그리고 도 4b에 도시한 바와 같이, 화소전극(12)과 공통전극(13)에 횡전계 전압이 인가되었을 때 액정분자의 배열방향(16)은 전기장이 인가되는 방향(17)으로 배열함을 알 수 있다.As shown in FIG. 4B, when the transverse electric field voltage is applied to the
이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래의 액정표시장치에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a conventional liquid crystal display device will be described with reference to the accompanying drawings.
도 5는 종래 기술에 따른 액정표시장치의 평면도이고, 도 6은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ'와 Ⅱ-Ⅱ' 선상을 자른 구조 단면도이다. 5 is a plan view of a liquid crystal display according to the prior art, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the structure taken along lines II ′ and II ′ of FIG. 5.
그리고 도 7은 종래의 다른 기술에 따른 액정표시장치의 평면도이고, 도 8은 도 6의 Ⅲ-Ⅲ'와 Ⅳ-Ⅳ' 선상을 자른 구조 단면도이다. FIG. 7 is a plan view of a liquid crystal display according to another conventional technology, and FIG. 8 is a cross-sectional view of the structure taken along line III-III ′ and IV-IV ′ of FIG. 6.
종래 기술에 따른 액정표시장치는 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이 투명한 하부기판(60)상에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(61) 및 데이터라인(64)과, 상기 게이트라인(61)과 평행한 방향으로 화소영역의 상,하부내에 일 방향으로 형성된 공통배선(61b)과, 상기 공통배선(61b)과 일체로 형성되며 상기 데이터라인(64)과 평행한 방향으로 상기 화소영역내에 복수개 형성된 공통전극(61c)과, 상기 게이트라인(61)의 일측에서 돌출 형성된 게이트 전극(61a)과, 상기 게이트 전극(61a)을 포함한 하부기판(60)의 전면에 SiNx 또는 SiOx와 같은 물질로 형성되는 게이트 절연막(62)과, 상기 게이트 전극(61a) 상부의 상기 게이트절연막(62)상에 아일랜드 형태로 형성되는 액티브층(63)과, 상기 액티브층(63)의 일측에 오버랩되도록 상기 데이터 라인(64)으로부터 돌출 형성된 소오스 전극(64a)과 상기 소오스 전극(64a)과 이격되어 상기 액티브층(63)의 타측에 오버랩되는 드레인 전극(64b)과, 상기 드레인전극(64b)에서 연장되어 상기 공통전극(61c) 사이에 형성된 화소전극(64d)과, 상기 화소전극(64c)에서 연장되어 상기 공통배선(61b) 상부에 형성된 스토리지 전극(64c)으로 구성된다. 5 and 6, the liquid crystal display according to the related art includes a
상기에서 드레인전극(64b)과 화소전극(64d)과 스토리지 전극(64c)은 동일층상에 일체로 형성되어 있다. In the above, the
상기 구성을 갖는 하부기판(60)에 대응되는 상부기판(50)에는, 빛의 누설을 방지하기 위한 블랙 매트릭스층(51)과, 화소영역에 대응되는 부분에 형성된 R,G,B의 칼라필터층(52)으로 구성된다. The
이때 상부기판(50)에 형성된 블랙 매트릭스층(51)은 데이터라인(64)과 이에 인접한 곳에 배열된 공통전극(61c) 사이까지 확장 형성되어 있으며, 데이터라인(64)과 게이트라인(61) 및 박막 트랜지스터(TFT)에 대응되는 영역에 상, 하판 합착 마진을 고려하여 넓게 형성되어 있다.
In this case, the
다음에 종래의 다른 기술에 따른 액정표시장치는 도 7과 도 8에 도시한 바와 같이 투명한 하부기판(80)상에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(81) 및 데이터라인(84)과, 상기 게이트라인(81)과 평행한 방향으로 화소영역의 상,하부내에 일방향으로 형성된 공통배선(81b)과, 상기 공통배선(81b)과 일체로 형성되며 상기 데이터라인(84)과 평행한 방향으로 상기 화소영역내에 복수개 형성된 공통전극(81c)과, 상기 게이트라인(81)의 일측에서 돌출 형성된 게이트 전극(81a)과, 상기 게이트 전극(81a)을 포함한 하부기판(80)의 전면에 SiNx 또는 SiOx와 같은 물질로 형성되는 게이트 절연막(82)과, 상기 게이트 전극(81a) 상부의 상기 게이트절연막(82)상에 아일랜드 형태로 형성되는 액티브층(83)과, 상기 액티브층(83)의 일측에 오버랩되도록 상기 데이터 라인(84)으로부터 돌출 형성된 소오스 전극(84a)과 상기 소오스 전극(84a)과 이격되어 상기 액티브층(83)의 타측에 오버랩되는 드레인 전극(84b)과, 상기 공통배선(81b)의 일영역 상부에 형성된 스토리지 전극(84c)과, 상기 소오스 전극(84a)과 드레인 전극(84b)을 포함한 하부기판(80) 전면에 형성되며 상기 드레인전극(84b)과 스토리지 전극(84c)에 각각 제 1, 제 2 콘택홀(87a, 87b)을 갖는 층간절연막(85)과, 상기 제 1, 제 2 콘택홀(87a, 87b)을 통해 드레인전극(84b)과 스토리지 전극(84c)에 콘택되며 상기 공통전극(81c) 사이에 형성된 화소전극(86)으로 구성된다. Next, the liquid crystal display according to another conventional technology is arranged on the transparent
상기에서 화소전극(86)은 투명 도전막으로 형성되어 있다. In the above, the
상술한 바와 같이 IPS 액정표시장치는 공통전극과 화소전극이 동일 기판상에 형성된 구조로서, 시야각 향상에 큰 이점을 갖고 있다. As described above, the IPS liquid crystal display has a structure in which the common electrode and the pixel electrode are formed on the same substrate, and have a great advantage in improving the viewing angle.
그러나 상기와 같은 종래의 횡전계 방식(IPS)의 액정표시장치는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the liquid crystal display of the conventional transverse electric field type (IPS) as described above has the following problems.
첫째, 스토리지 커패시터를 형성하기 위해 공통배선이 게이트라인과 데이터라인과는 별도로, 화소영역의 일영역을 점유하고 있으므로 개구율이 낮아지는 문제가 있다. First, in order to form a storage capacitor, since the common wiring occupies one region of the pixel region separately from the gate line and the data line, the aperture ratio is lowered.
둘째, 상부기판에 형성되는 블랙 매트릭스층이 상/하판 합착 마진을 고려하여 넓게 설계되어 있으므로 개구율이 낮아지는 문제가 있다. Second, since the black matrix layer formed on the upper substrate is designed in consideration of the upper and lower plate bonding margins, there is a problem that the opening ratio is lowered.
셋째, 화소영역의 일부를 점유한 공통배선 상부에 스토리지 전극을 형성하여야 함으로, 스토리지 커패시터를 확보하기가 어렵다. Third, it is difficult to secure the storage capacitor because the storage electrode must be formed on the common wiring occupying a part of the pixel region.
이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 상기 미스얼라인 문제에 대응하기 위한 설계를 해야 하는데, 이에 의해서 상/하부기판 합착시 실제 개구율이 저하되는 문제가 있다. In order to solve such a problem, it is necessary to design to cope with the misalignment problem, which causes a problem that the actual aperture ratio is lowered when the upper and lower substrates are bonded.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로 특히, 본 발명의 목적은 상/하부기판 합착시 미스 얼라인에 따른 개구율 감소 문제를 해결하기에 알맞은 횡전계 방식의 액정표시장치 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다. The present invention has been made to solve the above problems, in particular, an object of the present invention is a transverse electric field type liquid crystal display device suitable for solving the problem of reducing the aperture ratio due to the misalignment when the upper and lower substrates are bonded, and the manufacture thereof To provide a method.
본 발명의 다른 목적은 공통배선을 게이트라인 상부에 배치시키므로써, 개구율을 향상시키기에 알맞은 횡전계 방식의 액정표시장치 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a transverse electric field type liquid crystal display device suitable for improving the aperture ratio by arranging a common wiring on the gate line, and a manufacturing method thereof.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 횡전계 방식의 액정표시장치는, 소정 간격을 두고 서로 대향되는 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판상에 종횡으로 형성되어 화소영역을 정의하는 게이트라인 및 데이터라인과; 상기 게이트라인 및 데이터라인의 교차 부위에 형성된 박막 트랜지스터와; 상기 박막 트랜지스터의 드레인전극에서 연장되어, 전단의 게이트라인 상부와 중첩되도록 형성된 스토리지 전극과; 상기 드레인전극에서 상기 화소영역으로 연장되어 상기 게이트라인에 평행하게 형성된 차광전극과; 상기 데이터라인, 상기 박막 트랜지스터, 상기 스토리지 전극 및 상기 차광전극을 포함한 상기 제 1 기판의 전면에 형성된 평탄화막과; 상기 평탄화막 상에, 상기 차광전극의 일영역과 대응되어 형성된 콘택홀과; 상기 평탄화막 상에, 상기 게이트라인과 중첩되도록 형성된 공통배선과; 상기 평탄화막 상에, 상기 데이터라인과 동일한 방향으로 형성되고, 상기 데이터라인과 중첩되는 일부와 상기 화소영역 내에 배치되는 다른 일부를 포함하는 공통전극과; 상기 평탄화막 상에, 상기 공통전극과 동일한 방향으로, 상기 공통전극 사이에 일정간격으로 이격되어 형성되고, 상기 콘택홀을 통해 상기 차광전극의 일영역에 콘택되는 화소전극을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.A transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention for achieving the above object comprises: a first substrate and a second substrate facing each other at a predetermined interval; Gate lines and data lines formed vertically and horizontally on the first substrate to define pixel regions; A thin film transistor formed at an intersection of the gate line and the data line; A storage electrode extending from the drain electrode of the thin film transistor and overlapping the upper gate line; A light blocking electrode extending from the drain electrode to the pixel region so as to be parallel to the gate line; A planarization layer formed on an entire surface of the first substrate including the data line, the thin film transistor, the storage electrode, and the light blocking electrode; A contact hole formed on the planarization layer to correspond to a region of the light blocking electrode; A common wiring formed on the planarization layer to overlap the gate line; A common electrode formed on the planarization layer in the same direction as the data line and including a portion overlapping the data line and another portion disposed in the pixel area; And a pixel electrode formed on the planarization layer in the same direction as the common electrode, spaced apart from the common electrode at a predetermined interval, and contacting one region of the light blocking electrode through the contact hole. do.
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본 발명의 다른 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치는, 소정 간격을 두고 서로 대향되는 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판상에 종횡으로 형성되어 화소영역을 정의하는 게이트라인 및 데이터라인과; 상기 게이트라인 및 데이터라인의 교차 부위에 형성된 박막 트랜지스터와; 상기 박막 트랜지스터의 드레인전극에서 연장되어, 전단의 게이트라인과 중첩되도록 형성된 스토리지 전극과; 상기 드레인전극에서 상기 화소영역으로 연장되어, 상기 게이트라인과 평행하게 형성된 차광전극과; 상기 데이터라인, 상기 박막트랜지스터, 상기 스토리지 전극 및 상기 차광전극을 포함한 상기 제 1 기판의 전면에, 상기 화소영역 각각에 대응되어 형성된 칼라필터층과; 상기 칼라필터층 상의 전면에 형성된 평탄화막과; 상기 칼라필터층 및 상기 평탄화막에 상기 차광전극의 일영역과 대응되어 형성되는 콘택홀과; 상기 평탄화막 상에, 상기 게이트라인과 중첩되도록 형성된 공통배선과; 상기 평탄화막 상에, 상기 데이터라인과 동일한 방향으로 형성되고, 상기 데이터라인과 중첩되는 일부와 상기 화소영역 내에 배치되는 다른 일부를 포함하는 공통전극과; 상기 평탄화막 상에, 상기 공통전극과 동일한 방향으로, 상기 공통전극 사이에 일정간격으로 이격되어 형성되고, 상기 콘택홀을 통해 상기 차광전극의 일영역에 콘택되는 화소전극을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. A transverse electric field type liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention includes: a first substrate and a second substrate facing each other at a predetermined interval; Gate lines and data lines formed vertically and horizontally on the first substrate to define pixel regions; A thin film transistor formed at an intersection of the gate line and the data line; A storage electrode extending from the drain electrode of the thin film transistor and overlapping the gate line of the front end; A light blocking electrode extending from the drain electrode to the pixel region and formed in parallel with the gate line; A color filter layer formed on a front surface of the first substrate including the data line, the thin film transistor, the storage electrode, and the light blocking electrode, corresponding to each of the pixel regions; A planarization film formed on an entire surface of the color filter layer; A contact hole formed in the color filter layer and the planarization layer to correspond to a region of the light blocking electrode; A common wiring formed on the planarization layer to overlap the gate line; A common electrode formed on the planarization layer in the same direction as the data line and including a portion overlapping the data line and another portion disposed in the pixel area; And a pixel electrode formed on the planarization layer in the same direction as the common electrode, spaced apart from the common electrode at a predetermined interval, and contacting one region of the light blocking electrode through the contact hole. do.
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상기 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법은 기판 상에, 일측에 게이트전극을 구비한 게이트라인을 형성하는 단계; 상기 게이트전극 및 상기 게이트라인을 포함한 상기 기판의 전면에 게이트절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트절연막 상에, 상기 게이트전극에 대응되고 아일랜드 형태를 갖는 액티브층을 형성하는 단계; 상기 게이트절연막 상에, 화소영역을 정의하도록 상기 게이트라인과 교차 배치되는 데이터라인과, 상기 데이터라인에서 연장되어 상기 액티브층의 일측에 오버랩되는 소오스 전극과, 상기 액티브층의 타측에 오버랩되는 드레인전극과, 상기 드레인전극에서 연장되어 전단의 게이트라인과 오버랩되는 스토리지 전극과, 상기 드레인전극에서 상기 화소영역으로 연장되어 상기 게이트라인에 평행하는 차광전극을 형성하는 단계; 상기 소오스 전극과 상기 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터, 상기 데이터라인, 상기 스토리지 전극 및 상기 차광전극을 포함한 상기 기판의 전면에 평탄화막을 형성하는 단계; 상기 평탄화막 상에, 상기 차광전극의 일영역에 대응되는 콘택홀을 형성하는 단계; 및 상기 평탄화막 상에, 상기 게이트라인과 중첩되는 공통배선과, 상기 데이터라인과 동일한 방향으로 배치되고 상기 데이터라인과 중첩되는 일부와 상기 화소영역에 대응되는 다른 일부를 포함하는 공통전극과, 상기 공통전극과 동일한 방향으로 배치되고 상기 화소영역에 대응되며 상기 공통전극 사이에 일정간격으로 이격되고 상기 콘택홀을 통해 상기 차광전극과 콘택되는 화소전극을 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. Method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention having the above configuration comprises the steps of: forming a gate line having a gate electrode on one side on a substrate; Forming a gate insulating film on an entire surface of the substrate including the gate electrode and the gate line; Forming an active layer on the gate insulating layer, the active layer having an island shape corresponding to the gate electrode; A data line intersecting the gate line so as to define a pixel region on the gate insulating layer, a source electrode extending from the data line and overlapping one side of the active layer, and a drain electrode overlapping the other side of the active layer; Forming a storage electrode extending from the drain electrode and overlapping a gate line of a front end, and a light blocking electrode extending from the drain electrode to the pixel region and parallel to the gate line; Forming a planarization layer on an entire surface of the substrate including the thin film transistor including the source electrode and the drain electrode, the data line, the storage electrode, and the light blocking electrode; Forming a contact hole on the planarization layer corresponding to one region of the light blocking electrode; And a common electrode on the planarization layer, the common line overlapping the gate line, a common electrode disposed in the same direction as the data line and overlapping the data line, and another portion corresponding to the pixel area. And forming a pixel electrode disposed in the same direction as the common electrode, corresponding to the pixel area, spaced at regular intervals between the common electrodes, and contacting the light blocking electrode through the contact hole.
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이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치 및 그의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a transverse electric field type liquid crystal display device and a manufacturing method thereof according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
제 1 실시예First embodiment
본 발명의 제 1 실시예는 스토리지 온 게이트(Storage On Gate) 구조로써, 공통배선이 게이트라인 상부에 형성되고, 데이터라인이 공통전극으로 덮여 있으며, 게이트라인은 공통배선 및 스토리지 전극으로 덮여있는 구조에 특징이 있다. A first embodiment of the present invention is a storage on gate structure in which a common wiring is formed on a gate line, a data line is covered by a common electrode, and a gate line is covered by a common wiring and a storage electrode. It is characterized by.
먼저, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치에 대하여 설명한다. First, a transverse electric field type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention will be described.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 평면도이고, 도 10은 도 9의 Ⅴ-Ⅴ'와 Ⅵ-Ⅵ' 선상을 자른 구조 단면도이다. FIG. 9 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line VV 'and VIV' of FIG. 9.
본 발명에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치는, 도 9와 도 10에 도시한 바와 같이, 투명한 하부기판(100)상에 일방향으로 배열된 게이트라인(101)과, 상기 게이트 라인(101)의 일측에서 돌출 형성된 게이트 전극(101a)과, 상기 게이트 전극(101a)을 포함한 하부기판(100)의 전면에 SiNx 또는 SiOx와 같은 물질로 형성된 게이트 절연막(102)과, 상기 게이트 전극(101a) 상부의 상기 게이트 절연막(102)상에 아일랜드 형태로 형성되는 액티브층(103)과, 상기 게이트라인(101)과 교차 배열되어 화소영역을 정의하는 데이터라인(104)과, 상기 데이터라인(104)으로부터 돌출되어 상기 액티브층(103)의 일측 상부에 오버랩된 소오스 전극(104a)과, 상기 소오스 전극(104a)과 일정 간격 이격되고 액티브층(103)의 타측에 오버랩된 드레인 전극(104b)과, 상기 드레인전극(104b)에서 연장되어 이전단의 게이트라인 상부에 오버랩된 스토리지 전극(104d)과, 상기 드레인전극(104b)의 일영역에 콘택홀(106)을 갖도록 상기 데이터라인(104)을 포함한 하부기판(100)의 전면에 형성된 평탄화막(105)과, 상기 게이트라인(101) 및 박막 트랜지스터 상측의 평탄화막(105)상에 형성된 공통배선(107a)과, 상기 공통배선(107a)과 일체로 형성되어 있으며 데이터라인(104)의 상부 및 상기 화소영역의 일영역에 일방향으로 형성된 공통전극(107b)과, 상기 콘택홀(106)을 통해 드레인전극(104b)에 콘택되며 상기 공통전극(107b)의 사이에 일정 간격 이격되어 형성된 화소전극(107c)으로 구성된다. In the transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention, as shown in FIGS. 9 and 10, the
또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 하부기판(100)의 전면에 폴리이미드(polyimide)로 이루어진 배향막(도시되지 않음)이 형성되어 있다.
Although not shown in the drawing, an alignment layer (not shown) made of polyimide is formed on the entire surface of the
상기 평탄화막(105)은 공통배선(107a)과 공통전극(107b)에 의해서 게이트라인(101)과 데이터라인(104)의 신호가 지연되는 문제를 방지하기 위해서, 대략 3㎛ 정도의 두께를 갖는 포토 아크릴, 폴리 이미드, BCB(Benzo Cyclo Butene)중 적어도 어느 하나의 저유전율의 유기절연막으로 형성되어 있다. The
그리고 상기 드레인전극(104b)에서 연장 형성되어 전단의 게이트라인 상부에 중첩되어 스토리지 전극(104d)을 형성하고 있으므로, 본 발명은 스토리지 온 게이트(Storage On Gate) 구조를 이룬다.In addition, since the
상기에서 공통배선(107a)과 공통전극(107b)과 화소전극(107c)은 동일층상에 형성되며, 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide : ITO), 주석산화물(Tin Oxide : TO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide:ITZO)로 구성되어 있다. The
그리고 공통전극(107b)은 인접한 화소전극(107c)과 함께 횡전계 구동하도록 데이터라인(104)보다 넓은 폭으로 데이터라인(104) 상부에 완전히 중첩되어 있고, 화소영역내의 공통전극(107b)은 데이터라인(104)과 평행하게 배열되어 있다. The
상기와 같이 공통배선(107a)과 공통전극(107b)을 게이트라인(101) 및 데이터라인(104) 상부에 오버랩되도록 형성하면, 게이트라인의 신호와 데이터라인의 신호가 액정에 인가되지 않게 할 수 있으므로 액정 정렬 상태의 왜곡에 의한 빛샘을 방지할 수 있다. As described above, when the
그리고 스토리지 커패시터는 이전단의 게이트라인과 스토리지 전극(104d)으로 구성되어 있으며, 추가적으로 스토리지 전극(104d)은 전단의 게이트라인의 일측 면과 화소전극(107c)의 끝단을 덮도록 넓게 형성되어 있으므로 차광전극 역할도 한다. The storage capacitor is composed of a gate line and a
이와 같이 차광전극 역할을 하는 스토리지 전극(104d)은 게이트 신호에 의한 전계의 왜곡에 의한 액정의 비정상적인 구동을 방지하여 빛샘을 제거하는 역할도 한다. As described above, the
또한 드레인전극(104b)과 스토리지 전극(104d)을 연결하는 라인 상부에 형성된 화소전극(107c)에 의해서도 스토리지 커패시터가 형성된다. The storage capacitor is also formed by the
또한, 전계의 왜곡에 의한 액정의 비정상적인 구동영역을 가려주기 위해서 차광전극(104c)이 더 구비되어 있다. 이때 차광전극(104c)은 화소영역에 배열된 공통배선(107a)의 끝단을 가려주고 있으며, 상기 드레인전극(104b)에서 연장되어 있다. In addition, the
다음에, 상기 구성을 갖도록 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법에 대하여 설명한다. Next, a manufacturing method of the transverse electric field type liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention will be described to have the above configuration.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다. 11A to 11C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법은 먼저, 도 11a에 도시한 바와 같이 투명한 하부 기판(100)상에 도전성 금속을 증착하고, 포토 및 식각 공정을 이용하여 도전성 금속을 패터닝하여, 일 끝단이 소정면적으로 넓게 구성되는 게이트 패드(미도시)와 상기 게이트 패드에서 일 방향으로 연장된 게이트라인(101)과 상기 게이트 라인(101)의 일측 방향으로 돌출 형성된 게이트 전 극(101a)을 형성한다. In the method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention, first, as shown in FIG. 11A, a conductive metal is deposited on a transparent
이후에 상기 게이트라인(101)이 형성된 하부기판(100)의 전면에 게이트 절연막(102)을 형성한다. Thereafter, the
여기서 상기 게이트 절연막(102)은 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiO2)을 사용할 수 있다.The
이후에 상기 게이트 절연막(102)상에 반도체층(아몰퍼스실리콘 + 불순물 아몰퍼스실리콘)을 형성한다. Thereafter, a semiconductor layer (amorphous silicon + impurity amorphous silicon) is formed on the
이어, 상기 반도체층을 포토 및 식각 공정으로 패터닝하여, 상기 게이트 전극(101a) 상부에 아일랜드(island) 형태를 갖는 액티브층(103)을 형성한다.Subsequently, the semiconductor layer is patterned by photo and etching processes to form an
이후에 상기 액티브층(103)이 형성된 하부기판(100)의 전면에 도전성 금속을 증착하고 포토 및 식각 공정을 통해 패터닝하여, 상기 게이트 라인(101)과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 라인(104)을 형성하고, 끝단에 소정면적을 갖는 소오스 패드(미도시)와, 상기 데이터 라인(104)에서 일방향으로 돌출 연장된 소오스전극(104a)과, 소오스전극(104a)과 일정간격 격리된 드레인전극(104b)을 형성한다. Thereafter, a conductive metal is deposited on the entire surface of the
이때 드레인전극(104b)에서 연장되어 상기 전단 게이트라인의 상부에 오버랩되도록 스토리지 전극(104d)을 형성한다. 이때 스토리지 전극(104d)은 차광전극 역할을 하도록 게이트라인(101)의 일측에서 더 연장되게 넓게 형성한다. 좀 더 정확하게는, 차후에 형성될 화소전극의 끝단을 덮을 수 있도록 형성한다. In this case, the
상기에서와 같이 본 발명의 스토리지 커패시터는 스토리지 온 게이트(Storage On Gate) 구조로써, 스토리지 커패시터를 형성하기 위해 화소영역내에 별도의 영역이 필요하지 않다. As described above, the storage capacitor of the present invention has a storage on gate structure, and a separate area is not required in the pixel area to form the storage capacitor.
그리고 차후에 공통배선 끝단에서의 전계 왜곡을 방지하기 위해서 상기 드레인전극(104b)에서 연장되도록 화소영역에 차광전극(104c)을 더 형성한다. A
상기 공정에서와 같이 게이트라인(101)과 데이터라인(104)이 교차되는 부분에 박막 트랜지스터를 형성한다. As in the above process, a thin film transistor is formed at a portion where the
이어서 도 11b에 도시한 바와 같이, 데이터라인(104)이 형성된 하부기판(100)의 전면에 평탄화막(105)을 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 11B, the
상기 평탄화막(105)은 포토 아크릴, 폴리 이미드, BCB(Benzo Cyclo Butene)중에서 적어도 하나를 사용하여 형성할 수 있다. The
다음에 평탄화막(105)을 식각하여 상기 드레인전극(104b)에서 연장된 차광전극(104c)의 일영역이 드러나도록 콘택홀(106)을 형성한다. Next, the
이어서, 도 11c에 도시한 바와 같이, 상기 평탄화막(105) 상부에 투명 도전막을 증착한 후에 포토 및 식각 공정을 통해 상기 투명 도전막을 선택적으로 제거하여, 공통배선(107a)과 공통전극(107b) 및 화소전극(107c)을 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 11C, after the transparent conductive film is deposited on the
이때 공통배선(107a)은 게이트라인(101) 및 박막 트랜지스터 상부에 중첩되도록 형성한다.In this case, the
그리고 상기 공통전극(107b)은 공통배선(107a)과 일체로, 데이터라인(104)의 폭보다 넓은 폭으로 그 상부에 오버랩되도록 형성하며, 공통배선(107a)에서 연장되어 화소영역에 일방향으로 배열되도록 형성한다. 이때 화소영역에 형성하는 공통전 극(107b)은 데이터 라인(104)과 평행하게 배열되도록 한다. The
그리고 상기 화소전극(107c)은 콘택홀(106)을 통해서 상기 드레인전극(104b)과 연결되도록 한다. The
상기에서 투명 도전막은 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide : ITO), 주석산화물(Tin Oxide : TO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide:ITZO)을 사용하여 형성할 수 있다. The transparent conductive film may be formed of indium tin oxide (ITO), tin oxide (TO), indium zinc oxide (IZO), or indium tin zinc oxide (ITZO). Can be formed.
이후에 도면에는 도시되지 않았지만, 공통배선(107a), 공통전극(107b), 화소전극(107c)을 포함한 하부기판(100)의 전면에 폴리이미드(polyimide)나 광배향성 물질로 이루어진 배향막을 형성한다.Although not shown in the drawings, an alignment layer made of polyimide or photo-alignment material is formed on the entire surface of the
여기서 폴리이미드로 이루어진 배향막은 기계적인 러빙에 의해 배향방향이 결정되며, PVCN계 물질(polyvinylcinnamate based material)이나 폴리실록산계 물질(polysiloxane based material)로 이루어진 광반응성 물질은 자외선과 같은 광의 조사에 의해 배향방향이 결정된다. Here, the alignment layer made of polyimide is determined by mechanical rubbing, and the photoreactive material made of polyvinylcinnamate based material or polysiloxane based material is oriented by irradiation with light such as ultraviolet rays. This is determined.
이때, 배향방향은 광의 조사방향이나 조사되는 광의 성질, 즉 편광방향 등에 의해 결정된다. At this time, the orientation direction is determined by the irradiation direction of the light or the property of the irradiated light, that is, the polarization direction.
이후에 상부기판(90)에는, 하부기판(100)의 박막트랜지스터에 대응되는 영역에 블랙 매트릭스층(91)을 형성하고, 하부기판(100)의 화소영역에 대응되는 부분에 칼라필터층(92)을 형성한다. Thereafter, a
그리고 도면에는 도시되어 있지 않았지만, 상기 상부기판(90)의 전면에는 하부기판(100)과 동일한 물질의 배향막을 형성한다.
Although not shown in the drawing, an alignment layer of the same material as the
이후에 상부기판(90)과 하부기판(100)을 합착하기 위한 씨일재(미도시)를 하부기판(100) 또는 상부기판(90)에 형성한다. Thereafter, a seal material (not shown) for bonding the
이어, 상기 상부기판(90)과 하부기판(100)을 합착한다. Subsequently, the
다음에, 본 발명의 제 1 실시예의 박막 트랜지스터 상부에 차광막을 더 형성한 횡전계 방식의 액정표시장치에 대하여 설명한다. Next, a transverse electric field type liquid crystal display device in which a light shielding film is further formed on the thin film transistor of the first embodiment of the present invention will be described.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예의 박막트랜지스터 상부에 차광막을 더 추가한 횡전계 방식의 액정표시장치의 평면도이고, 도 13과 도 14는 도 12의 Ⅶ-Ⅶ'와 Ⅷ-Ⅷ' 선상을 자른 구조 단면도이다. 12 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device in which a light shielding film is further added on top of a thin film transistor according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. It is a cut structure section.
먼저, 도 12와 도 13에 도시한 횡전계 방식의 액정표시장치는, 공통배선(107a)과 공통전극(107b) 및 화소전극(107c)이 형성되기 전에, 상기 박막 트랜지스터의 채널영역에 대응되는 평탄화막(105) 상부에 금속으로 형성된 차광막(108)이 더 형성되어 있다는 것을 제외하고는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 구성과 동일하다. First, in the transverse electric field type liquid crystal display device shown in Figs. 12 and 13, before the
또한 도 12와 도 14에 도시한 횡전계 방식의 액정표시장치는, 평탄화막(105)상에 공통배선(107a)과 공통전극(107b) 및 화소전극(107c)이 구성되어 있고, 상기 박막 트랜지스터의 채널영역에 대응되는 공통배선(107a) 상부에 금속으로 형성된 차광막(108)이 더 형성되어 있다는 것을 제외하고는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 구성과 동일하다. 12 and 14, a common
상기와 같이 박막 트랜지스터의 채널영역 상부에 불투명금속으로 형성된 차광막(108)이 형성되어 있으므로, 상기와 같이 형성된 하부기판(100)과 대응하는 상 부기판(90)에는 블랙 매트릭스층이 구성되어 있지 않다. Since the
상기 차광막(108)은 수지(Resin)가 아닌 금속(Metal)으로 형성되어 있는데, 상기와 같이 차광막(108)이 수지(Resin)로 형성되어 있지 않고 금속으로 형성되어 있는 이유는, 수지(Resin)는 재료가 고가(高價)이고, 고유저항(Resistivity)이 낮아서 전기적 특성이 좋지 않으며, 액정에의 불순물 오염 및 파티클 소오스(Particle Source)가 되는 문제가 있는데, 금속은 수지와 같은 문제를 일으키지 않기 때문이다. The
이때 차광막(108)을 구성하는 금속은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 탄탈륨(Ta) 또는 알루미늄(Al)중 적어도 어느 하나를 사용한다. In this case, at least one of chromium (Cr), molybdenum (Mo), copper (Cu), tantalum (Ta), or aluminum (Al) is used as the metal constituting the
또한, 상기 차광막(108)의 표면에는 광의 반사를 줄이기 위해 도 13과 도 14에 도시한 바와 같이 산화막을 더 구비시킬 수 있다. In addition, an oxide film may be further provided on the surface of the
다음에 상기와 같이 차광막을 더 구비한 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법에 대하여 설명한다. Next, the manufacturing method of the transverse electric field type liquid crystal display device further provided with the light shielding film as above is demonstrated.
도 15a 내지 도 15c는 도 13에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도이고, 도 16a 내지 도 16c는 도 14에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다. 15A to 15C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a transverse electric field liquid crystal display device according to FIG. 13, and FIGS. 16A to 16C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device according to FIG. 14. to be.
먼저, 도 15a, 도 15b 및 도 16a와 도 16b는 본 발명의 제 1 실시예의 제조방법을 설명한 도 11a도 11b와 동일한 방법으로 진행하는 것으로 이하, 차이점에 대해서만 설명하기로 한다. First, FIGS. 15A, 15B, 16A, and 16B are the same as those of FIG. 11A and 11B, which explain the manufacturing method of the first embodiment of the present invention. Hereinafter, only differences will be described.
먼저, 도 15c에 도시한 바와 같이, 하부기판(100) 전면에 평탄화막(105)을 증착하고, 상기 공통배선(107a)과 공통전극(107b) 및 화소전극(107c)을 형성하기 전에, 상기 평탄화막(105)상에 금속층을 증착하고, 포토 및 사진식각을 통해 금속층을 패터닝하여 박막 트랜지스터의 채널영역 상부에 차광막(108)을 형성한다. First, as shown in FIG. 15C, before the
이때 차광막(108)은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 탄탈륨(Ta) 또는 알루미늄(Al)중 적어도 어느 하나를 사용하여 형성할 수 있다. In this case, the
상기에서 차광막(108)은 표면에서의 광의 반사를 줄이기 위해서 표면에 산화막을 더 형성할 수도 있는데, 이때 산화막의 형성공정은 상기 금속층을 패터닝한 후에 열처리 공정을 진행하거나 차후에 공통전극 및 화소전극을 형성하기 위한 투명 도전막을 산소 분위기에서 증착함으로써 형성할 수 있다. The
또한 상기에서 차광막(108)은 도 16c에 도시한 바와 같이, 상기 공통배선(107a)과 공통전극(107b) 및 화소전극(107c)을 형성한 후에, 박막 트랜지스터의 채널영역에 대응되는 부분에 형성하여 진행할 수도 있다. 이때도 차광막(108)의 표면에 광 반사를 줄이기 위해 산화막을 형성할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 16C, the
다음에, 본 발명의 제 1 실시예에서 공통배선, 공통전극 및 화소전극을 불투명 금속으로 형성하였을 경우의 횡전계 방식의 액정표시장치의 구조에 대하여 설명한다. Next, the structure of the transverse electric field type liquid crystal display device when the common wiring, the common electrode, and the pixel electrode are formed of an opaque metal in the first embodiment of the present invention will be described.
도 17은 본 발명의 제 1 실시예의 공통배선과 공통전극 및 화소전극을 불투명 금속으로 형성하였을 경우의 횡전계 방식의 액정표시장치의 평면도이고, 도 18은 도 17의 Ⅸ-Ⅸ'와 Ⅹ-Ⅹ' 선상을 자른 상/하판 합착 구조도이다. FIG. 17 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device when the common wiring, the common electrode, and the pixel electrode of the first exemplary embodiment of the present invention are formed of an opaque metal, and FIG. 18 is a line of FIG. Ⅹ 'Top / bottom joining structure diagram cut along line.
도 17과 도 18에 도시한 바와 같이, 박막 트랜지스터를 포함한 게이트라인(101) 상부의 평탄화막(105)상에 공통배선(107a)이 형성되어 있고, 상기 공통배선(107a)과 일체로 데이터라인(104)의 상부 및 상기 화소영역의 일영역에 일방향으로 공통전극(107b)이 형성되어 있으며, 상기 콘택홀(106)을 통해 드레인전극(104b)에 콘택되며 상기 공통전극(107b)의 사이에 일정 간격 이격되어 화소전극(107c)이 형성되어 있다. As shown in FIGS. 17 and 18, a
또한, 상기와 같이 공통배선(107a)과 공통전극(107b)과 화소전극(107c)을 불투명 금속으로 형성하면 표면에서 외부광의 반사가 일어날 수 있으므로 금속 표면에서의 반사율을 감소시키기 위해서 표면에 산화막(109)이 더 구비되어 있다. In addition, when the
이때 불투명 금속으로 형성된 상기 공통배선(107a)과 공통전극(107b)과 화소전극(107c)은 블랙 매트릭스 역할을 하는 것이므로, 상부기판(90)에 블랙 매트릭스층을 형성하지 않아도 된다. In this case, since the
다음에, 상기 공통배선(107a)과 공통전극(107b)과 화소전극(107c)을 불투명 금속으로 형성할 경우의 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법에 대하여 설명한다. Next, a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device in the case where the
도 19a 내지 도 19c는 도 18에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다. 19A to 19C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the transverse electric field type liquid crystal display device of FIG. 18.
도 19a 내지 도 19c에 도시한 바와 같이, 상부기판(90)에 블랙 매트릭스층을 형성하지 않는 것과, 상기 공통배선(107a)과 공통전극(107b)과 화소전극(107c)의 표면에 저반사 역할을 하는 산화막(109)을 더 형성하는 것을 제외하고는 도 11a 내지 도 11c에 도시된 방법과 동일하게 진행한다.
As shown in FIGS. 19A to 19C, a black matrix layer is not formed on the
제 2 실시예Second embodiment
본 발명의 제 2 실시예는 하부기판에 칼라필터층을 형성하는 것을 제외하고는 본 발명의 제 1 실시예의 구성과 동일하다. The second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment of the present invention except that a color filter layer is formed on the lower substrate.
즉, 스토리지 온 게이트(Storage On Gate) 구조이며, 공통배선이 게이트라인 상부를 따라 형성되고, 공통전극이 데이터라인 상부를 따라 형성되어 있으며, 하부기판에 칼라필터층이 형성되어 있는 것에 특징이 있다. That is, it has a storage on gate structure, the common wiring is formed along the upper gate line, the common electrode is formed along the upper data line, and a color filter layer is formed on the lower substrate.
먼저, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치에 대하여 설명한다. First, a transverse electric field type liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention will be described.
도 20은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 평면도이고, 도 21은 도 20의 ⅩⅠ-ⅩⅠ'와 ⅩⅡ-ⅩⅡ' 선상을 자른 구조 단면도이다. FIG. 20 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 21 is a cross-sectional view of the structure taken along line VI-XI 'and XXX-II' of FIG. 20.
본 발명에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치는, 도 20과 도 21에 도시한 바와 같이, 투명한 하부기판(100)상에 일방향으로 배열된 게이트라인(101)과, 상기 게이트 라인(101)의 일측에서 돌출 형성된 게이트 전극(101a)과, 상기 게이트 전극(101a)을 포함한 하부기판(100)의 전면에 SiNx 또는 SiOx와 같은 물질로 형성된 게이트 절연막(102)과, 상기 게이트 전극(101a) 상부의 상기 게이트 절연막(102)상에 아일랜드 형태로 형성되는 액티브층(103)과, 상기 게이트라인(101)과 교차 배열되어 화소영역을 정의하는 데이터라인(104)과, 상기 데이터라인(104)으로부터 돌출되어 상기 액티브층(103)의 일측 상부에 오버랩된 소오스 전극(104a)과, 상기 소오스 전극(104a)과 일정 간격 이격되고 액티브층(103)의 타측에 오버랩된 드레인 전극(104b)과, 상기 드레인전극(104b)에서 연장되어 이 전단의 게이트라인 상부에 오버랩된 스토리지 전극(104d)과, 상기 각 화소영역에 형성된 R,G,B의 칼라필터층(110)과, 상기 드레인전극(104b)의 일영역에 콘택홀(106)을 갖도록 상기 데이터라인(104)을 포함한 하부기판(100)의 전면에 형성된 평탄화막(105)과, 상기 게이트라인(101) 및 박막 트랜지스터 상측의 평탄화막(105)상에 형성된 공통배선(107a)과, 상기 공통배선(107a)과 일체로 형성되어 있으며 데이터라인(104)의 상부 및 상기 화소영역의 일영역에 일방향으로 형성된 공통전극(107b)과, 상기 콘택홀(106)을 통해 드레인전극(104b)에 콘택되며 상기 공통전극(107b)의 사이에 일정 간격 이격되어 형성된 화소전극(107c)으로 구성된다. In the transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention, as shown in FIGS. 20 and 21, the
상술한 바와 같이 본 발명의 제 2 실시예에는 평탄화막(110) 하부의 각 화소영역에 칼라필터층(110)이 형성되어 있는 것을 제외하고는 본 발명의 제 1 실시예와 구성이 동일하므로 이하, 생략하기로 한다. As described above, the second embodiment of the present invention has the same configuration as the first embodiment of the present invention except that the
다음에, 상기 구성을 갖도록 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법에 대하여 설명한다.Next, a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention will be described so as to have the above configuration.
도 22a 내지 도 22c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다. 22A to 22C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법은 먼저, 도 22a에 도시한 바와 같이 투명한 하부 기판(100)상에 도전성 금속을 증착하고, 포토 및 식각 공정을 이용하여 도전성 금속을 패터닝하여, 일 끝단이 소정면적으로 넓게 구성되는 게이트 패드(미도시)와 상기 게이트 패드에서 일 방향으로 연장된 게이트라인(101)과 상기 게이트 라인(101)의 일측 방향으로 돌출 형성된 게이트 전극(101a)을 형성한다. In the method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention, first, as illustrated in FIG. 22A, a conductive metal is deposited on a transparent
이후에 상기 게이트라인(101)이 형성된 하부기판(100)의 전면에 게이트 절연막(102)을 형성한다. Thereafter, the
여기서 상기 게이트 절연막(102)은 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiO2)을 사용할 수 있다.The
이후에 상기 게이트 절연막(102)상에 반도체층(아몰퍼스실리콘 + 불순물 아몰퍼스실리콘)을 형성한다. Thereafter, a semiconductor layer (amorphous silicon + impurity amorphous silicon) is formed on the
이어, 상기 반도체층을 포토 및 식각 공정으로 패터닝하여, 상기 게이트 전극(101a) 상부에 아일랜드(island) 형태를 갖는 액티브층(103)을 형성한다.Subsequently, the semiconductor layer is patterned by photo and etching processes to form an
이후에 상기 액티브층(103)이 형성된 하부기판(100)의 전면에 도전성 금속을 증착하고 포토 및 식각 공정을 통해 패터닝하여, 상기 게이트 라인(101)과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 라인(104)을 형성하고, 끝단에 소정면적을 갖는 소오스 패드(미도시)와, 상기 데이터 라인(104)에서 일방향으로 돌출 연장된 소오스전극(104a)과, 소오스전극(104a)과 일정간격 격리된 드레인전극(104b)을 형성한다. Thereafter, a conductive metal is deposited on the entire surface of the
그리고 상기 드레인전극(104b)을 형성함과 동시에, 상기 드레인전극(104b)에서 연장되어 상기 전단 게이트라인의 상부에 오버랩되도록 스토리지 전극(104d)을 형성한다. 이때 스토리지 전극(104d)은 차광전극 역할을 하도록 게이트라인(101)의 일측에서 더 연장되게 넓게 형성한다. 좀 더 정확하게는, 차후에 형성될 화소전극 의 끝단을 덮을 수 있도록 형성한다. In addition, the
상기에서와 같이 본 발명의 스토리지 커패시터는 스토리지 온 게이트(Storage On Gate) 구조로써, 스토리지 커패시터를 형성하기 위해 화소영역내에 별도의 영역이 필요하지 않다. As described above, the storage capacitor of the present invention has a storage on gate structure, and a separate area is not required in the pixel area to form the storage capacitor.
그리고 차후에 공통배선 끝단에서의 전계 왜곡을 방지하기 위해서 상기 드레인전극(104b)에서 연장되도록 화소영역에 차광전극(104c)을 더 형성한다. A
상기 공정에서와 같이 게이트라인(101)과 데이터라인(104)이 교차되는 부분에 박막 트랜지스터를 형성한다. As in the above process, a thin film transistor is formed at a portion where the
이어서 도 22b에 도시한 바와 같이, 데이터라인(104)이 형성된 하부기판(100)의 각 화소영역에 R,G,B의 칼라필터층(110)을 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 22B, color filter layers 110 of R, G, and B are formed in each pixel region of the
이후에 상기 드레인전극(104b)에서 연장된 차광전극(104c)의 일영역이 드러나도록 상기 칼라필터층(110)을 선택적으로 식각하여 콘택홀(106)을 형성한다. Thereafter, the
다음에 상기 R,G,B의 칼라필터층(110)을 포함한 하부기판(100)의 전면에 평탄화막(105)을 형성한다. Next, a
이후에 상기 콘택홀(106) 상부의 평탄화막(105)을 식각하여 상기 드레인전극(104b)에서 연장된 차광전극(104c)의 일영역이 드러나도록 동일위치에 콘택홀(106)을 형성 한다. Subsequently, the
상기 평탄화막(105)은 포토 아크릴, 폴리 이미드, BCB(Benzo Cyclo Butene)중에서 적어도 하나를 사용하여 형성할 수 있다. The
이어서 도 22c에 도시한 바와 같이, 상기 평탄화막(105) 상부에 투명 도전막 을 증착한 후에 포토 및 식각 공정을 통해 상기 투명 도전막을 선택적으로 제거하여, 공통배선(107a)과 공통전극(107b) 및 화소전극(107c)을 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 22C, after the transparent conductive film is deposited on the
이때 공통배선(107a)은 게이트라인(101) 및 박막 트랜지스터 상부에 중첩되도록 형성한다.In this case, the
그리고 상기 공통전극(107b)은 공통배선(107a)과 일체로, 데이터라인(104)의 폭보다 넓은 폭으로 그 상부에 오버랩되도록 형성하며, 공통배선(107a)에서 연장되어 화소영역에 일방향으로 배열되도록 형성한다. 이때 화소영역에 형성하는 공통전극(107b)은 데이터 라인(104)과 평행하게 배열되도록 한다. The
그리고 상기 화소전극(107c)은 콘택홀(106)을 통해서 상기 드레인전극(104b)과 연결되도록 한다. The
상기에서 투명 도전막은 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide : ITO), 주석산화물(Tin Oxide : TO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide:ITZO)을 사용하여 형성할 수 있다. The transparent conductive film may be formed of indium tin oxide (ITO), tin oxide (TO), indium zinc oxide (IZO), or indium tin zinc oxide (ITZO). Can be formed.
이후에 도면에는 도시되지 않았지만, 공통배선(107a), 공통전극(107b), 화소전극(107c)을 포함한 하부기판(100)의 전면에 폴리이미드(polyimide)나 광배향성 물질로 이루어진 배향막을 형성한다.Although not shown in the drawings, an alignment layer made of polyimide or photo-alignment material is formed on the entire surface of the
여기서 폴리이미드로 이루어진 배향막은 기계적인 러빙에 의해 배향방향이 결정되며, PVCN계 물질(polyvinylcinnamate based material)이나 폴리실록산계 물질(polysiloxane based material)로 이루어진 광반응성 물질은 자외선과 같은 광의 조사에 의해 배향방향이 결정된다. Here, the alignment layer made of polyimide is determined by mechanical rubbing, and the photoreactive material made of polyvinylcinnamate based material or polysiloxane based material is oriented by irradiation with light such as ultraviolet rays. This is determined.
이때, 배향방향은 광의 조사방향이나 조사되는 광의 성질, 즉 편광방향 등에 의해 결정된다. At this time, the orientation direction is determined by the irradiation direction of the light or the property of the irradiated light, that is, the polarization direction.
이후에 도면에는 도시되어 있지 않았지만, 상부기판(90)의 전면에는 하부기판(100)과 동일한 물질의 배향막을 형성한다. Although not shown in the drawings, an alignment layer of the same material as the
이후에 상부기판(90)과 하부기판(100)을 합착하기 위한 씨일재(미도시)를 하부기판(100) 또는 상부기판(90)에 형성한다. Thereafter, a seal material (not shown) for bonding the
이어, 상기 상부기판(90)과 하부기판(100)을 합착한다. Subsequently, the
상기에서와 같이 하부기판(100)에 칼라필터층(110)을 형성하기 때문에, 상부기판(90)에는 칼라필터층 및 블랙 매트릭스층을 형성하지 않아도 된다. Since the
다음에, 본 발명의 제 2 실시예의 박막 트랜지스터 상부에 차광막을 더 형성한 횡전계 방식의 액정표시장치에 대하여 설명한다. Next, a transverse electric field type liquid crystal display device in which a light shielding film is further formed on the thin film transistor of the second embodiment of the present invention will be described.
도 23은 본 발명의 제 2 실시예의 박막트랜지스터 상부에 차광막을 더 추가한 횡전계 방식의 액정표시장치의 평면도이고, 도 24와 도 25는 도 23의 ⅩⅢ-ⅩⅢ'와 ⅩⅣ-ⅩⅣ' 선상을 자른 구조 단면도이다. FIG. 23 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device in which a light shielding film is further added on top of a thin film transistor according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 24 and 25 are taken along line XIII-XIII 'and XIV-XIV' of FIG. It is a cut structure section.
먼저, 도 23과 도 24에 도시한 횡전계 방식의 액정표시장치는, 공통배선(107a)과 공통전극(107b) 및 화소전극(107c)이 형성되기 전에, 상기 박막 트랜지스터의 채널영역에 대응되는 평탄화막(105) 상부에 금속으로 형성된 차광막(108)이 더 형성되어 있다는 것을 제외하고는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 구성과 동일하다. First, the transverse electric field type liquid crystal display device shown in FIGS. 23 and 24 corresponds to the channel region of the thin film transistor before the
또한 도 23과 도 25에 도시한 횡전계 방식의 액정표시장치는, 평탄화막(105) 상에 공통배선(107a)과 공통전극(107b) 및 화소전극(107c)이 구성되어 있고, 상기 박막 트랜지스터의 채널영역에 대응되는 공통배선(107a) 상부에 금속으로 형성된 차광막(108)이 더 형성되어 있다는 것을 제외하고는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 구성과 동일하다. In the transverse electric field type liquid crystal display device shown in FIGS. 23 and 25, a
상기와 같이 박막 트랜지스터의 채널영역 상부에 불투명금속으로 형성된 차광막(108)이 형성되어 있으므로, 상기와 같이 형성된 하부기판(100)의 박막 트랜지스터에 대응하는 상부기판(90)에는 블랙 매트릭스층이 구성되어 있지 않다. Since the
상기 차광막(108)은 수지(Resin)가 아닌 금속(Metal)으로 형성되어 있는데, 상기와 같이 차광막(108)이 수지(Resin)로 형성되어 있지 않고 금속으로 형성되어 있는 이유는, 수지(Resin)는 재료가 고가(高價)이고, 고유저항(Resistivity)이 낮아서 전기적 특성이 좋지 않으며, 액정에의 불순물 오염 및 파티클 소오스(Particle Source)가 되는 문제가 있는데, 금속은 수지와 같은 문제를 일으키지 않기 때문이다. The
이때 차광막(108)을 구성하는 금속은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 탄탈륨(Ta) 또는 알루미늄(Al)중 적어도 어느 하나를 사용한다. In this case, at least one of chromium (Cr), molybdenum (Mo), copper (Cu), tantalum (Ta), or aluminum (Al) is used as the metal constituting the
또한, 상기 차광막(108)의 표면에는 광의 반사를 줄이기 위해 도 24와 도 25에 도시한 바와 같이 산화막을 더 구비시킬 수 있다. In addition, an oxide film may be further provided on the surface of the
다음에 상기와 같이 차광막을 더 구비한 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법에 대하여 설명한다. Next, the manufacturing method of the transverse electric field type liquid crystal display device further provided with the light shielding film as above is demonstrated.
도 26a 내지 도 26c는 도 24에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법 을 나타낸 공정단면도이고, 도 27a 내지 도 27c는 도 25에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다. 26A to 26C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a transverse electric field liquid crystal display device according to FIG. 24, and FIGS. 27A to 27C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device according to FIG. 25. to be.
먼저, 도 26a, 도 26b 및 도 27a와 도 27b는 본 발명의 제 2 실시예의 제조방법을 설명한 도 22a 및 도 22b와 동일한 방법으로 진행하는 것으로 이하, 차이점에 대해서만 설명하기로 한다. First, FIGS. 26A, 26B, 27A, and 27B are performed in the same manner as FIGS. 22A and 22B, which describe the manufacturing method of the second embodiment of the present invention. Hereinafter, only differences will be described.
먼저, 도 26c에 도시한 바와 같이, 평탄화막(105)상에 공통배선(107a)과 공통전극(107b) 및 화소전극(107c)을 형성하기 전에, 상기 평탄화막(105)상에 금속층을 증착하고, 포토 및 사진식각을 통해 금속층을 패터닝하여 박막 트랜지스터의 채널영역 상부에 차광막(108)을 형성한다. First, as shown in FIG. 26C, a metal layer is deposited on the
이때 차광막(108)은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 탄탈륨(Ta) 또는 알루미늄(Al)중 적어도 어느 하나를 사용하여 형성할 수 있다. In this case, the
상기에서 차광막(108)은 표면에서의 광의 반사를 줄이기 위해서 표면에 산화막을 더 형성할 수도 있는데, 이때 산화막의 형성공정은 상기 금속층을 패터닝한 후에 열처리 공정을 진행하거나 차후에 공통전극 및 화소전극을 형성하기 위한 투명 도전막을 산소 분위기에서 증착함으로써 형성할 수 있다. The
또한 상기에서 차광막(108)은 도 27c에 도시한 바와 같이, 상기 공통배선(107a)과 공통전극(107b) 및 화소전극(107c)을 형성한 후에, 박막 트랜지스터의 채널영역에 대응되는 부분에 형성하여 진행할 수도 있다. 이때도 차광막(108)의 표면에 광 반사를 줄이기 위해 산화막을 형성할 수 있다. In addition, the
다음에, 본 발명의 제 2 실시예에서 공통배선, 공통전극 및 화소전극을 불투 명 금속으로 형성하였을 경우의 횡전계 방식의 액정표시장치에 대하여 설명한다. Next, a transverse electric field type liquid crystal display device in the case where the common wiring, the common electrode and the pixel electrode are formed of an opaque metal in the second embodiment of the present invention will be described.
도 28은 본 발명의 제 2 실시예의 공통배선과 공통전극 및 화소전극을 불투명 금속으로 형성하였을 때의 횡전계 방식의 액정표시장치의 평면도이고, 도 29는 도 28의 ⅩⅤ-ⅩⅤ'와 ⅩⅥ-ⅩⅥ' 선상을 자른 상/하판 합착 구조도이다. FIG. 28 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device when the common wiring, the common electrode, and the pixel electrode of the second embodiment of the present invention are formed of an opaque metal, and FIG. 29 is a line VV-VV 'and VVI- of FIG. ⅩⅥ 'This is the top / bottom joining structure cut off the ship.
도 28과 도 29에 도시한 바와 같이, 박막 트랜지스터를 포함한 하부기판(100)의 각 화소영역에 칼라필터층(110)이 형성되어 있고, 상기 박막 트랜지스터를 포함한 게이트라인(101) 상부의 평탄화막(105)상에 공통배선(107a)이 형성되어 있고, 상기 공통배선(107a)과 일체로 데이터라인(104)의 상부 및 상기 화소영역의 일영역에 일방향으로 공통전극(107b)이 형성되어 있으며, 상기 콘택홀(106)을 통해 드레인전극(104b)에 콘택되며 상기 공통전극(107b)의 사이에 일정 간격 이격되도록 화소전극(107c)이 형성되어 있다. As shown in FIGS. 28 and 29, a
또한, 상기와 같이 공통배선(107a)과 공통전극(107b)과 화소전극(107c)을 불투명 금속으로 형성하면, 표면에서 외부광의 반사가 일어날 수 있으므로 금속 표면에서의 반사율을 감소시키기 위해서 공통배선(107a)과 공통전극(107b)과 화소전극(107c)의 표면에 산화막(109)이 더 구비되어 있다. In addition, when the
이때 불투명 금속으로 형성된 상기 공통배선(107a)과 공통전극(107b)과 화소전극(107c)은 블랙 매트릭스 역할을 하는 것이므로, 상부기판(90)에 블랙 매트릭스층을 형성하지 않아도 된다. In this case, since the
다음에, 상기 공통배선(107a)과 공통전극(107b)과 화소전극(107c)을 불투명 금속으로 형성할 경우의 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법에 대하여 설명한 다. Next, a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device in the case where the
도 30a 내지 도 30c는 도 29에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다. 30A to 30C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the transverse electric field type liquid crystal display of FIG. 29.
도 30a 내지 도 30c에 도시한 바와 같이, 상기 공통배선(107a)과 공통전극(107b)과 화소전극(107c)을 불투명 금속으로 형성하고, 상기 공통배선(107a)과 공통전극(107b)과 화소전극(107c)의 표면에 저반사 역할을 하는 산화막(109)을 더 형성하는 것을 제외하고는 도 22a 내지 도 22c에 도시된 방법과 동일하게 진행한다. 30A to 30C, the
제 3 실시예Third Embodiment
본 발명의 제 3 실시예는 하부기판에 칼라필터층을 형성하고, 칼라필터층상부에 차광막 역할을 하는 수지막이 형성되어 있고, 최상부층에 공통배선과 공통전극 및 화소전극을 형성하는 것에 특징이 있다. A third embodiment of the present invention is characterized in that a color filter layer is formed on a lower substrate, a resin film serving as a light shielding film is formed on the color filter layer, and a common wiring, a common electrode, and a pixel electrode are formed on an uppermost layer.
이하, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치 및 그의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a transverse electric field type liquid crystal display device and a manufacturing method thereof according to a third embodiment of the present invention will be described.
도 31은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 평면도이고, 도 32는 도 31의 ⅩⅦ-ⅩⅦ'와 ⅩⅧ-ⅩⅧ' 선상을 자른 구조 단면도이다.FIG. 31 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device according to a third exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 32 is a cross-sectional view taken along line XVIII 'and XV-X' of FIG. 31.
그리고 도 33a 내지 도 33c는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다. 33A to 33C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device according to a third exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치는 도 31과 도 32에 도시한 바와 같이, 하부기판(100)의 각 화소영역에 칼라필터층(110)이 형성되어 있고, 게이트라인(101)과 데이터라인(104) 및 박막 트랜지스터의 채널영역 상부에 수지(Resin)막(111)이 형성되어 있고, 상기 수지막(111)을 포함한 하부기판(100) 상에 평탄화막(105)이 형성되어 있으며, 상기 평탄화막(105) 상부에는 투명 도전막으로 구성된 공통배선(107a)과 공통전극(107b)과 화소전극(107c)이 형성되어 있다. In the transverse electric field type liquid crystal display according to the third exemplary embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 31 and 32, a
상기에서와 같이 본 발명의 제 3 실시예는 평탄화막(105)과 칼라필터층(110)의 사이에 수지막(111)이 더 구성되는 것을 제외하고는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치와 동일하므로, 기타 다른 설명은 생략하기로 한다. As described above, the third embodiment of the present invention is a transverse electric field according to the second embodiment of the present invention except that the
또한, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법은 도 35a 내지 도 35c에 도시한 바와 같이, 칼라필터층(110)을 형성한 후에 게이트라인(101)과 데이터라인(104) 및 박막 트랜지스터의 채널영역 상부에 수지(Resin)막(111)을 더 형성하는 것을 제외하고는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법과 동일하므로, 기타 다른 설명은 생략하기로 한다. In addition, in the method of manufacturing the transverse electric field type liquid crystal display device according to the third exemplary embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 35A to 35C, the
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the above embodiments, but should be defined by the claims.
상기와 같은 본 발명의 횡전계 방식의 액정표시장치 및 그의 제조방법은 다 음과 같은 효과가 있다. As described above, the transverse electric field type liquid crystal display device and the manufacturing method thereof according to the present invention have the following effects.
첫째, 스토리지 커패시터를 구성하기 위해 화소영역에 별도의 공통배선 형성을 위한 영역을 확보하지 않아도 되므로 종래 대비 개구율을 향상시킬 수 있다. First, since an area for forming a common common line may not be secured in the pixel area in order to configure the storage capacitor, the aperture ratio may be improved.
둘째, 하부기판에 칼라필터층이 형성된 COT(Color filter On TFT array) 구조이므로 상판에 블랙 매트릭스층을 형성하지 않아도 되므로 상/하부기판의 합착에 따라 개구율이 감소하는 것을 방지할 수 있다. Second, since the color filter on TFT array (COT) structure in which the color filter layer is formed on the lower substrate does not need to form a black matrix layer on the upper substrate, the aperture ratio may be prevented from being reduced due to the bonding of the upper and lower substrates.
셋째, 공통배선과 공통전극이 게이트라인, 데이터라인 및 채널영역상에 중첩 형성되어 있으므로, 상/하부기판 합착에 의한 미스얼라인 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다. Third, since the common wiring and the common electrode are overlapped on the gate line, the data line, and the channel region, it is possible to prevent the misalignment caused by the upper / lower substrate bonding.
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