KR101264789B1 - 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판과 그 제조방법 - Google Patents

횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판과 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로 특히, 횡전계 방식 액정표시장치와 그 제조방법에 과한 것이다.
본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법은 게이트 전극과 게이트 배선 및 게이트 패드와 공통배선을 형성하는 제 1 마스크 공정단계와, 상기 제 1 절연막의 하부로 상기 게이트 패드와 공통 배선을 노출하고, 상기 게이트 전극의 상부에 이보다 작은 면적으로 섬형상의 액티브층과 오믹 콘택층을 형성하는 제 2 마스크 공정 단계와; 상기 오믹 콘택층의 상부에 소스 전극과 드레인 전극과, 상기 화소 영역에 화소 전극과 공통 전극과, 상기 게이트 패드와 접촉하는 게이트 패드 전극과, 데이터 패드및 데이터 배선을 형성하는 제 2 마스크 공정 단계와, 상기 기판의 전면에 절연막을 형성하고, 상기 게이트 패드전극과 데이터 패드전극을 노출하는 제 4 마스크 공정단계를 포함한다.
전술한 공정을 통해, 상기 게이트 전극의 상부에만 액티층(비정질 실리콘층)이 존재할 수 있기 때문에, 상기 액티브층이 빛에 노출되지 않아 누설전류 특성 및 웨이비 노이즈(wavy noise)가 발생하지 않아 고화질을 구현할 수 있는 장점이 있다.

Description

횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판과 그 제조방법{An array substrate for in plan switching LCD and method of fabricating of the same}
도 1은 일반적인 횡전계 방식 액정표시장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 2는 종래에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 한 화소를 도시한 확대 평면도이고,
도 3a 내지 도 3h와 도 4a 내지 도 4h와 도 5a 내지 도 5h와 도 6a 내지 도 6h는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ,Ⅲ-Ⅲ,Ⅳ-Ⅳ,Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단하여, 종래의 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 일부를 확대한 평면도이고,
도 8a와 도 8b와 도 8c와 도 8d는 각각 도 7의 Ⅶ-Ⅶ,Ⅷ-Ⅷ,Ⅸ-Ⅸ,Ⅹ-Ⅹ을 따라 절단한 단면도이다.
도 9a 내지 도 9g과 도 10a 내지 도 10g와 도 11a 내지 도 11g와 도 12a 내지 도 12g는 도 7의 Ⅶ-Ⅶ,Ⅷ-Ⅷ,Ⅸ-Ⅹ,Ⅹ-Ⅹ을 따라 절단하여, 본 발명의 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
100 : 기판 102 : 게이트 전극
104 : 게이트 배선 106 : 게이트 패드
108 : 공통 배선 122 : 액티브층
128 : 소스 전극 130 : 드레인 전극
132 : 데이터 배선 134 : 데이터 패드
136 : 게이트 패드 전극 140 : 화소전극
142 : 공통 전극
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로 특히, 고화질 고 개구율을 구현할 수 있는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치의 구동원리는 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.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD 이하, 액정표시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
상기 액정표시장치는 공통 전극이 형성된 컬러필터 기판(상부기판)과 화소 전극이 형성된 어레이 기판(하부기판)과, 상부 및 하부 기판 사이에 충진된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통 전극과 화소 전극이 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다.
그러나, 상-하로 걸리는 전기장에 의한 액정구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 가지고 있다. 따라서, 상기의 단점을 극복하기 위해 새로운 기술이 제안되고 있다. 하기 기술될 액정표시장치는 횡전계에 의한 액정 구동방법으로 시야각 특성이 우수한 장점을 갖고 있다.
이하, 도 1을 참조하여 일반적인 횡전계 방식 액정표시장치에 관해 설명한다.
도 1은 일반적인 횡전계 방식 액정표시장치의 단면을 도시한 확대 단면도이다.
도시한 바와 같이, 종래에 따른 횡전계 방식 액정표시장치(B)는 컬러필터기판(B1)과 어레이 기판(B2)이 대향하여 구성되며, 컬러필터기판및 어레이기판 (B1,B2)사이에는 액정층(LC)이 개재되어 있다.
상기 어레이기판(B2)은 투명한 절연 기판(10)에 정의된 다수의 화소(P1,P2)마다 박막트랜지스터(T)와 공통 전극(30)과 화소 전극(32)이 구성된다.
상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 전극(14)과, 게이트 전극(14) 상부에 절연막(16)을 사이에 두고 구성된 반도체층(18)과, 반도체층(18)의 상부에 서로 이격하여 구성된 소스 및 드레인 전극(20,22)을 포함한다.
전술한 구성에서, 상기 공통 전극(30)과 화소 전극(32)은 동일 기판(10)상에 서로 평행하게 이격하여 구성된다.
도시하지는 않았지만, 상기 화소(P)의 일 측을 따라 연장된 게이트 배선(미도시)과, 이와는 수직한 방향으로 연장된 데이터 배선(미도시)이 구성되고, 상기 공통 전극(30)에 전압을 인가하는 공통 배선(미도시)이 구성된다.
상기 컬러필터 기판(B1)은 투명한 절연 기판(10) 상에 상기 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)과 박막트랜지스터(T)에 대응하는 부분에 블랙매트릭스(42)가 구성되고, 상기 화소(P)에 대응하여 컬러필터(34a,34b)가 구성된다.
상기 액정층(LC)은 상기 공통 전극(30)과 화소 전극(32)의 수평전계(45)에 의해 동작된다.
이하, 도 2를 참조하여, 종래에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 구성을 설명한다.
도 2는 종래의 4 마스크 공정으로 제작된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 절연기판(50)상에 일 방향으로 연장된 게이트 배선(54) 과, 이와는 교차하여 화소 영역(P)을 정의하는 데이터 배선(92)이 구성된다.
상기 게이트 배선(52)의 일 끝단에 게이트 패드(56)가 구성되고, 상기 데이터 배선(92)의 일 끝단에는 데이터 패드(94)가 구성된다.
상기 게이트 배선(54)과 평행하게 이격된 화소 영역(P)의 일 측에는 공통 배선(58)이 구성된다.
상기 게이트 패드(56)와 데이터 패드(94)의 상부에는 각각 이들과 접촉하는 투명한 게이트 패드 전극(GP)과, 데이터 패드 전극(DP)이 구성된다.
상기 게이트 배선(54)과 데이터 배선(92)의 교차지점에는 상기 게이트 배선(54)과 접촉하는 게이트 전극(52)과, 게이트 전극(52)의 상부에 위치한 액티브층(비정질 실리콘층, 84)과 오믹 콘택층(미도시)와, 상기 오믹 콘택층(미도시)의 상부에 이격되어 위치하고 상기 데이터 배선(92)과 연결된 소스 전극(88)과, 이와는 이격된 드레인 전극(90)을 포함하는 박막트랜지스터(T)가 구성된다.
상기 화소 영역(P)에는 상기 드레인 전극(90)과 접촉하는 화소 전극(PXL)이 구성되고, 상기 공통 배선(58)과 연결되고 상기 화소 전극(PXL)과 이격하여 구성된 공통전극(Vcom)이 구성된다.
이때, 종래에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판은, 상기 소스 및 드레인 전극(88,90)과 데이터 배선(92)과 액티브층(84)을 동일한 마스크 공정으로 형성하기 때문에, 필연적으로 상기 액티브층(84)과 상기 소스 및 드레인 전극(88,90)및 데이터 배선(92)이 적층된 형태가 되고 이때, 상기 전극 및 배선 외부로 액티브층(비정질 실리콘층; 84,72)이 연장된 형태로 구성된다.
이러한 구성은, 상기 비정질 실리콘층(84,72)이 빛에 노출되어 광전류(photo-current)가 발생할 수 있으며, 이러한 광전류는 상기 박막트랜지스터(T)에서 누설전류(off current)로 작용하여 박막트랜지스터(T)의 동작 불량을 유발하게 된다.
또한, 상기 데이터 배선(92)의 하부에 위치한 비정질 실리콘층(72)에 의해 누설전류가 발생하게 되면, 상기 데이터 배선(92)에 근접한 전극과 커플링(coupling)이 발생하게 되어 액정(미도시)의 움직임을 왜곡하게 된다.
이로 인해, 액정패널의 화면에는 물결무늬의 가는 선이 나타나는 웨이비 노이즈(wavy noise)가 발생하게 된다.
전술한 바와 같이 박막트랜지스터의 오프 커런트(누설전류, off current) 및 화면의 웨이비 노이즈(wavy noise)는 앞서 언급한 바와 같이, 소스 및 드레인 전극과 액티브층을 동시에 패턴하는 범용적인 방식을 사용하기 때문이다.
이하, 도면을 참조하여 종래에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 제조공정을 설명한다.
도 3a 내지 도 3h와 도 4a 내지 도 4h와 도 5a 내지 도 5h와 도 6a 내지 도 6h는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ,Ⅲ-Ⅲ,Ⅳ-Ⅳ,Ⅴ-Ⅴ을 따라 절단하여, 종래의 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.
도 3a와 도 4a와 도 5a와 도 6a는 제 1 마스크 공정을 나타낸 도면이다.
도 3a와 도 4a와 도 5a와 도 6a에 도시한 바와 같이, 기판(50)상에 스위칭 영역(S)을 포함하는 화소 영역(P)과 게이트 영역(G)과 데이터 영역(D)과 공통신호 영역(CS)을 정의한다.
상기 다수의 영역(S,P,G,D,CS)이 정의된 기판(50)상에 상기 게이트 영역(G)에 대응하여 일 방향으로 연장되고, 일 끝단에 게이트 패드(56)를 포함하는 게이트 배선(54)과, 상기 게이트 배선(54)과 연결되고 상기 스위칭 영역(S)에 위치하는 게이트 전극(52)을 형성한다.
동시에, 상기 게이트 배선(54)과 평행하게 이격된 상기 공통신호영역(CS)에는 공통 배선(58)을 형성한다.
이때, 상기 게이트 패드 및 게이트 배선(56,54)과 게이트 전극(52)과 공통 배선(58)은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo)등의 단일 금속이나 알루미늄(Al)/크롬(Cr)(또는 몰리브덴(Mo))등을 포함하는 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나 또는 그 이상의 물질을 증착하여 형성한다.
다음으로, 도 3b 내지 도 3f와 도 4b 내지 도 4f와 도 5b 내지 도 5f와 도 6b 내지 도 6f는 제 2 마스크 공정을 나타낸 도면이다.
도 3b와 도 4b와 도 5b와 도 6b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 전극(52)과 게이트 패드(56)를 포함하는 게이트 배선(54)과, 공통배선(58)이 형성된 기판(50)의 전면에 게이트 절연막(60)과, 순수 비정질 실리콘층(a-Si:H, 62)과 불순물이 포함된 비정질 실리콘층(n+ 또는 p+ a-Si:H, 64)과 제 1 도전성 금속층(66)을 형성한다.
상기 게이트 절연막(60)은 질화 실리콘(SiNx)과 산화 실리콘(SiO2)등이 포함 된 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나 또는 하나 이상의 물질을 증착하여 형성하고, 상기 제 1 도전성 금속층(66)은 앞서 언급한 도전성 금속그룹 중 선택된 하나 또는 그 이상의 물질을 증착하여 형성한다.
다음으로, 상기 제 1 도전성 금속층(66)이 형성된 기판(50)의 전면에 포토레지스트(photo resist)를 도포하여 감광층(68)을 형성한다.
다음으로, 상기 감광층(68)의 이격된 상부에 투과부(B1)와 차단부(B2)와 반투과부(B3)로 구성된 마스크(M)를 위치시킨다.
이때, 상기 반투과부(B3)는 마스크(M)에 슬릿(slit)형상 또는 반투명막을 형성하여, 빛의 강도를 낮추거나 빛의 투과량을 낮추어 상기 감광층을 불완전 노광할 수 있도록 하는 기능을 한다.
또한, 상기 차단부(B2)는 빛을 완전히 차단하는 기능을 하고, 상기 투과부(B1)는 빛을 투과시켜 빛에 의해 감광층(68)이 완전한 화학적 변화 즉, 완전 노광되도록 하는 기능을 한다.
한편, 상기 스위칭 영역(S)에는 반투과부(B3)와, 반투과부(B3)의 양측에 차단부(B2)가 위치하도록 하고, 상기 게이트 영역(G)과 교차하는 방향인 상기 데이터 영역(D)에는 차단부(B2)가 위치하도록 한다.
다음으로, 상기 마스크(M)의 상부로 빛을 조사하여, 하부의 감광층(66)을 노광하고 현상하는 공정을 진행한다.
도 3c와 도 4c와 도 5c와 도 6c에 도시한 바와 같이, 상기 스위칭 영역(S)과 데이터 영역(D)에 제 1 내지 제 2 감광층(70a,70b)을 형성한다.
이때, 상기 제 1 감광층(70a)은 상기 게이트 전극(52)에 대응하는 중심부가 낮은 높이로 현상되어 단차진 형상인 것을 특징으로 한다.
다음으로, 상기 제 1 내지 제 2 감광층(70a,70b)의 주변으로 노출된 상기 제 1 도전성 금속층(66)과 그 하부의 불순물 비정질 실리콘층(64)과, 순수 비정질 실리콘층(62)을 제거하는 공정을 진행한다.
이때, 상기 제 1 도전성 금속층(66)의 종류에 따라 상기 제 1 도전성 금속층(66)과 그 하부층(64,62)이 동시에 제거될 수도 있고, 상기 금속층을 먼저 식각한 후 건식식각 공정을 통해 하부의 순수 비정질 실리콘층(62)과 불순물이 포함된 비정질 실리콘층(64)을 제거하는 공정을 진행한다.
도 3d와 도 4d와 도 5d와 도 6d에 도시한 바와 같이, 전술한 제거공정을 완료하게 되면, 상기 제 1 감광층(70a)의 하부에는 패턴된 비정질 실리콘층(72)와 불순물 비정질 실리콘층(74)이 적층된 제 1 반도체 패턴(76)과 상기 제 1 반도체 패턴(76)의 상부에 제 1 금속패턴(78)이 구성된다.
상기 데이터 영역(D)에 대응하는 제 2 감광패턴(70b)의 하부에는 상기 제 1 반도체 패턴(76)에서 연장된 제 2 반도체 패턴(80)과, 상기 제 2 반도체 패턴(80)의 상부에 상기 제 1 금속패턴(78)에서 연장된 제 2 금속패턴(82)이 형성된다.
상기 제 1 감광층(70a)중, 상기 게이트 전극(52)의 중심에 대응하여 높이가 낮은 부분을 제거하여 하부의 금속패턴(78)을 노출하기 위한 애싱 공정(ashing process)을 진행한다.
이와 같이 하면, 도 3e와 도 4e와 도 5e와 도 6e에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 전극,52)의 중심에 대응하는 제 1 금속패턴(78)의 일부가 노출되며 이때, 상기 제 1 내지 제 2 감광패턴(70a,70b)의 주변으로 제 1 내지 제 2 금속패턴(78,82)의 일부가 동시에 노출된다.
상기 애싱 공정을 진행한 후, 상기 제 1 금속패턴(78)의 노출된 부분과 그 하부의 불순물 비정질 실리콘층(74)을 제거하는 공정을 진행한다.
도 3f와 도 4f와 도 5f와 도 6f에 도시한 바와 같이, 상기 제거공정을 완료하면, 상기 게이트 전극(52)의 상부에 위치한 제 1 반도체 패턴(76)중 하부층(순수 비정질 실리콘층)은 액티브층(84)으로서 기능하게 되고, 상기 액티브층(84)의 상부에서 일부가 제거되어 이격된 상부층(불순물 비정질 실리콘층)은 오믹 콘택층(86)의 기능을 하게 된다.
이때, 상기 액티브층(84)과 상부의 오믹 콘택층(86)을 제거하면서, 하부의 액티브층(84)을 과식각하여 액티브층의 표면(액티브채널,active channel)에 불순물이 남아 있지 않도록 한다.
한편, 상기 오믹 콘택층(86)의 상부에 위치하여 나누어진 금속패턴은 각각 소스 전극(88)와 드레인 전극(90)이라 칭한다.
이때, 상기 소스 전극(88)과 접촉하는 제 2 금속패턴(도 5c의 82)은 데이터 배선(92)이라 하고, 상기 데이터 배선(92)의 일 끝단은 데이터 패드(94)라 칭한다.
다음으로, 상기 잔류한 감광층(78a)을 제거하는 공정을 진행함으로써, 제 2 마스크 공정을 완료할 수 있다.
도 3g와 도 4g 도 5g와 도 6g는 제 3 마스크 공정을 나타낸 도면으로, 상기 소스 및 드레인 전극(88,90)과 데이터 패드(94)를 포함하는 데이터 배선(92)이 구성된 기판(50)의 전면에 질화 실리콘(SiNX) 또는 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하거나 경우에 따라서, 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 도포하여 보호막(96)을 형성한다.
연속하여, 상기 보호막(96)을 패턴하여 상기 드레인 전극(90)의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(98a)과, 상기 공통 배선(58)의 일부를 노출하는 공통배선 콘택홀(98b)과 상기 게이트 패드(56)를 노출하는 게이트 패드 콘택홀(98c)과 상기 데이터 패드(94)를 노출하는 데이터 패드 콘택홀(98d)을 형성한다.
도 3h와 도 4h와 도 5h와 도 6h는 제 4 마스크 공정을 나타낸 도면으로, 상기 보호막(96)이 형성된 기판(50)의 전면에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 금속그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 상기 화소 영역(P)에 화소 전극(PXL)과 공통 전극(Vcom)을 형성한다.
이때, 상기 화소 전극(PXL)은 상기 드레인 전극(90)과 접촉하면서 상기 화소 영역(P)에 다수의 수직부로 구성되고, 상기 공통 전극(Vcom)은 상기 공통배선(58)과 접촉하면서 상기 화소 영역(P)으로 다수의 수직부로 연장되고 상기 화소 전극(PXL)과 이격되도록 구성한다.
다음으로, 상기 게이트 패드(56)와 접촉하는 게이트 패드전극(GP)와, 상기 데이터 패드(94)와 접촉하는 데이터 패드전극(DP)을 형성한다.
이상으로 종래에 따른 4마스크 공정으로 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판을 제작할 수 있다.
전술한 공정은, 제 2 마스크 공정에서 상기 액티브층(비정질 실리콘층,84) 및 오믹 콘택층(불순물 비정질 실리콘층,86)과 상부의 소스 및 드레인 전극(88,90)과 데이터 배선(92)을 동시에 형성하는 공정에서, 상기 데이터 배선(92)의 하부에 제 2 반도체 패턴(80)이 남게 되고 특히, 제 2 반도체 패턴(80)의 하부 순수 비정질 실리콘층(72)이 상기 데이터 배선(92)의 양측으로 연장된 형태로 패턴 된다.
앞서 언급한 바와 같이, 상기 데이터 배선(92)의 양측에 하부 순수 비정질 실리콘층(72)이 확장된 형태이기 때문에, 이로 인해 화면에 웨이비 노이즈(wavy noise)가 발생하는 문제가 있다.
또한, 게이트 전극(52)의 상부에 위치한 액티브층(84) 또한, 게이트 전극(52)의 외부로 연장된 형태로 구성되기 때문에, 빛에 의해 노출되어 광전류 즉, 누설전류가 발생하게 되며, 이로 인해 박막트랜지스터의 동작불량을 유발할 수 있는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 비정질 실리콘층(액티브층)이 배선의 하부에 위치하지 않고 게이트 전극의 상부에만 섬형상으로 구성되도록 하여 광전류에 의한 박막트랜지스터의 누설전류(off current)특성을 최소화 하는 동시에, 웨이비 노이즈(wavy noise)를 방지하여 고화질을 구현하는 것을 목적 으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판은 화소 영역과, 스위칭 영역과, 게이트 영역과, 데이터 영역이 정의된 기판과; 상기 스위칭 영역에 위치하고, 게이트 전극과 섬형상의 액티브층과 소스 전극과 드레인 전극으로 구성된 박막트랜지스터와; 상기 데이터 영역에 구성되고, 불투명 금속층과 투명 금속층이 순차 적층된 구조이고, 일 끝단에 데이터 패드를 포함하는 데이터 배선과; 상기 게이트 영역에 구성되고, 일 끝단에 게이트 패드를 포함하는 게이트 배선과, 상기 게이트 패드와 접촉하고 불투명 금속층과 투명 금속층이 순차 적층된 구조인 게이트 패드 전극과; 상기 화소영역에 수직바 형태로 구성된 다수의 화소 전극과 이와 이격된 다수의 공통전극과, 상기 기판의 전면을 덮고, 상기 게이트 패드 전극과 상기 데이터 패드를 노출하는 보호막을 포함한다.
상기 액티브층은 상기 게이트 전극 보다 작은 면적으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 화소 전극은 상기 드레인 전극에서 상기 화소 영역으로 연장된 다수의 수직바 형태로 구성하고, 상기 공통 전극은 상기 화소 전극과 평행하게 이격하여 구성된 다수의 수직바 형태로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 공통 전극과 상기 화소 전극은 하부에 불투명 금속층과 상부에 투명 금 속층이 적층된 구성인 것을 특징으로 하고, 상기 게이트 배선과 평행하게 이격된 공통배선을 더욱 포함한다.
상기 공통 전극은 상기 공통배선과 접촉하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 특징에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법은
기판에 스위칭 영역과 화소 영역과 게이트 영역과 데이터 영역을 정의하는 단계와; 상기 스위칭 영역에 게이트 전극과, 상기 게이트 영역에 일 끝단에 게이트패드를 포함하는 게이트 배선을 형성하는 제 1 마스크 공정 단계와; 상기 게이트 전극의 상부에 절연막과, 액티브층와 오믹 콘택층을 형성하고, 상기 게이트 패드를 노출하는 제 2 마스크 공정 단계와; 상기 오믹 콘택층과 접촉하는 소스전극과 드레인 전극과, 상기 화소 영역에 공통 전극과 화소 전극과, 상기 데이터 영역에 일 끝단에 데이터 패드를 포함하는 데이터 배선을 형성하고, 상기 게이트 패드와 접촉하는 게이트 패드 전극을 형성하는 제 3 마스크 공정 단계와; 상기 기판의 전면을 덮고, 상기 게이트 패드 전극과 상기 데이터 패드를 노출하는 보호막을 형성하는 제 4 마스크 공정 단계를 포함한다.
상기 소스 전극과 드레인 전극과 상기 게이트 패드 전극과 데이터 패드 및 데이터 배선과 공통 전극과 화소 전극은 하부에 불투명 금속층이 상부에 투명 금속층이 적층된 구조로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 마스크 공정 단계는, 상기 게이트 전극과 게이트 배선과 게이트 패드가 형성된 기판의 전면에 제 1 절연막과, 비정질 실리콘층과, 불순물 비정질 실리콘층과, 감광층을 적층하는 단계와; 상기 감광층의 이격된 상부에 투과부와 차 단부와 반과부로 구성된 마스크를 위치시키고, 상기 마스크의 상부로 빛을 조사하여 하부의 감광층을 노광하는 단계와; 상기 노광된 감광층을 현상하여, 상기 게이트 패드에 대응하는 부분은 불순물 비정질 실리콘층을 노출하고 상기 스위칭 영역을 제외한 영역은 낮은 높이로 패턴된 감광패턴을 형성하는 단계와; 상기 노출된 불순물 비정질 실리콘층과 하부의 순수 비정질 실리콘층과 제 1 절연막을 식각하여 하부의 게이트 패드를 노출하는 단계와; 상기 스위칭 영역을 제외하고 낮은 높이로 패턴된 감광패턴을 제거하여 노출된 상기 불순물 비정질 실리콘층과 그 하부의 순수 비정질 실리콘층과 제 1 절연막을 제거하여, 상기 스위칭 영역에 게이트 전극과 제 1 절연막과 액티브층(순수 비정질 실리콘층)과 오믹 콘택층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 마스크는, 상기 스위칭 영역에 대응하여 차단부를 중심으로 양측에 반투과부가 위치하고, 상기 게이트 패드에 대응하여 투과부가 위치하고 그 외의 영역에 반투과부가 위치하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 마스크 공정 단계는 상기 오믹 콘택층이 형성되고, 상기 제 1 절연막 사이로 게이트 패드가 노출된 기판의 전면에 불투명 금속층과 투명 금속층을 순차 적층하는 단계와; 상기 적층된 불투명 금속층과 투명 금속층을 제 4 마스크 공정으로 패턴하여, 소스 및 드레인 전극과 공통전극과 화소 전극과, 데이터 패드 및 데이터 배선과, 게이트 패드 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 투명 금속층은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포 함하는 투명한 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 절연막을 스퍼터링(sputtering) 방식으로 증착되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 마스크 공정에서, 게이트 배선과 평행하게 이격된 위치에 공통 배선을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 공통 전극은 상기 공통 배선과 접촉하면서 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
-- 실시예 --
본 발명은, 상기 액티브층이 게이트 전극의 상부에만 구성된 형태의 횡전계형 어레이 기판을 새로운 4 마스크 공정으로 제작하는 것을 특징으로 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 일부를 확대한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 절연 기판(100)상에 일 방향으로 연장되고 일 끝단에 게이트 패드(106)가 구성된 게이트 배선(104)과, 게이트 배선(104)과 교차하여 화소 영역(P)을 정의하고 일 끝단에 데이터 패드(134)를 포함하는 데이터 배선(132)을 구성한다.
동시에, 상기 게이트 배선(104)과 이격된 공통 배선(108)을 구성한다.
이때, 상기 게이트 패드(106)는 상부에는 투명 금속층과 불투명 금속층이 적층된 게이트 패드 전극(136)을 구성한다.
상기 게이트 배선(104)과 데이터 배선(132)의 교차부에는 게이트 전극(102)과 액티층(120)및 오믹 콘택층(미도시)과, 상기 오믹 콘택층과 접촉하는 소스 전극(128)과 드레인 전극(130)을 포함하는 박막트랜지스터(T)를 구성한다.
상기 화소 영역(P)에는 상기 드레인 전극(130)과 접촉하면서 상기 화소 영역으로 수직하게 연장된 다수의 화소 전극(140)과, 상기 공통 배선(108)과 접촉하면서 상기 화소 영역(P)으로 수직하게 연장되어 상기 화소 전극(140)과 이격된 다수의 공통전극(142)을 구성 한다.
전술한 구성은, 새로운 4마스크 공정으로 제작된 것이며 특히, 상기 액티브층(120)(비정질 실리콘층)이 데이터 배선(132)의 하부에 존재하지 않고 게이트 전극(102)의 상부에만 이보다 작은 면적으로 구성되기 때문에, 상기 액티브층(120)이 하부광으로부터 차폐될 수 있는 특징이 있다.
이하, 도 8a와 도 8b와 도 8c와 도 8d를 참조하여, 본 발명에 따른 박막트랜지스터 어레이기판의 단면 구성을 살펴본다.
도 8a와 도 8b와 도 8c와 도 8d는 각각 도 7의 Ⅶ-Ⅶ,Ⅷ-Ⅷ,Ⅸ-Ⅸ,Ⅹ-Ⅹ을 따라 절단한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 기판(100)을 다수의 화소 영역(P)과 게이트 영역(G)과 데이터 영역(D)과 스위칭 영역(S)과 공통신호영역(CS)으로 정의한다.
상기 스위칭 영역(S)에는 게이트 전극(102)과, 게이트 전극(102)의 상부에 제 1 절연막(110)과 액티브층(120)과 이격된 오믹 콘택층(122)과, 오믹 콘택층(122)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극(128,130)을 포함하는 박막트랜지스 터(T)를 구성한다.
이때, 상기 소스 및 드레인 전극(128,130)은 불투명 금속층(124)과 투명 금속층(126)이 적층된 상태로 구성한다.
또한, 상기 소스 전극(128)과 연결되고 일 끝단에 데이터 패드(134)를 포함하는 데이터 배선(132)을 화소 영역(P)의 일 측에 구성하며, 상기 데이터 배선(132)및 데이터 패드(134)또한, 불투명 금속층과 투명 금속층(124,126)의 적층구조로 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 게이트 패드(106)의 상부에는 이와 접촉하는 게이트 패드 전극(136)을 구성하는데, 상기 게이트 패드 전극(136) 또한 불투명 금속층(124)과 투명 금속층(126)이 적층된 구조인 것을 특징으로 한다.
상기 화소 영역(P)에는 상기 드레인 전극(130)과 접촉하면서 상기 화소 영역(P)으로 수직바 형태로 연장된 다수의 화소 전극(140)과, 상기 공통 배선(108)과 접촉하면서 상기 화소 영역(P)으로 연장된 다수의 공통 전극(142)을 구성한다.
상기 화소 전극(140)과 공통 전극(142)은 서로 일정한 이견간격을 유지하면서 엇갈려 위치하도록 구성하며 이때, 두 전극(140,142)은 모두 불투명 금속층(124)과 투명 금속층(126)이 적층된 상태로 구성된다.
전술한 구성에서 특징적인 구성은, 상기 액티브층(122)과 오믹 콘택층(124)과 동일한 물질인 순수 비정질 실리콘(a-Si:H)과 불순물 비정질 실리콘(n+a-Si:H)이 상기 게이트 배선 및 데이터 배선(104,132)의 하부에 존재하지 않는 것이며, 이러한 구성으로 인해 종래 4마스크 구조의 대표적인 문제점으로 작용했던 오프 커런 트 특성 및 웨이비 노이즈(wavy noise) 문제가 해결될 수 있는 장점이 있다.
또한 전술한 특징적인 구성들은 본 발명에서 제안한 4마스크 공정으로 인한 것이며 이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 새로운 4마스크 공정으로 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 설명한다.
이하, 도 9a 내지 도 9g와 도 10a 내지 도 10g와 도 11a 내지 도 11g와 도 12a 내지 도 12g는 도 7의 Ⅶ-Ⅶ,Ⅷ-Ⅷ,Ⅸ-Ⅸ,Ⅹ-Ⅹ를 따라 절단하여, 본 발명의 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.(이때, 도 7의 Ⅶ-Ⅶ은 박막트랜지스터 의 절단선이고,Ⅷ-Ⅷ은 화소 영역을 절단한 절단선이고, Ⅸ-Ⅸ은 게이트 패드의 절단선이고, Ⅹ-Ⅹ은 데이터 패드의 절단선이다.)
도 9a와 도 10a와 도 11a와 도 12a는 제 1 마스크 공정을 나타낸 공정 단면도이다.
도시한 바와 같이, 기판(100)상에 스위칭 영역(S)과 화소 영역(P)과 게이트 영역(G)과 데이터 영역(D)과 공통신호영역(CS)을 정의한다.
상기 다수의 영역(S,P,G,D,SC)을 정의한 기판(100)상에 알루미늄(Al)과 알루미늄합금(AlNd), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 탄탈륨(Ta)등을 포함하는 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나 또는 하나 이상의 금속을 증착하여 제 1 도전성 금속층(미도시)을 형성하고 이를 제 1 마스크 공정으로 패턴하여, 상기 스위칭 영역(S)에 게이트 전극(102)을 형성하고, 상기 게이트 영역(G)에 대응하여 일 끝단에 게이트 패드(106)를 포함하는 게이트 배선(도 7의 104)을 형성한다.
동시에, 상기 게이트 배선(도 7의 104)과 평행하게 이격된 위치의 화소영역(P)의 일 끝단에 공통배선(108)을 형성한다.
이하, 도 9b 내지 도 9e와 도 10b 내지 도 10e와 도 11b 내지 도 11e와 도 12a 내지 도 12e는 제 2 마스크 공정을 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.
도 9b와 도 10b와 도 11b와 도 12b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 전극(102)과 게이트 패드 및 게이트 배선(106,도 7의 104)과 공통 배선(108)이 형성된 기판(100)의 전면에 제 1 절연막(110)과, 비정질 실리콘층(a-Si:H layer,112)과 불순물 비정질 실리콘층(n+ a-Si:H layer,114)과, 상기 불순물 비정질 실리콘층(114)의 상부에 포토레지스트(photo-resist)를 도포하여 감광층(116)을 형성한다.
이때, 상기 제 1 절연막(110)은 질화 실리콘(SiNX)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나 또는 하나 이상의 물질을 증착하여 형성 한다.
한편, 상기 감광층(116)을 형성한 후, 상기 감광층(116)이 형성된 기판(100)의 이격된 상부에 투과부(B1)와 차단부(B2)와 반투과부(B3)로 구성된 마스크(M)를 위치시킨다.
이때, 상기 스위칭 영역(S)에 대응하여 차단부(B2)와, 상기 공통신호영역(CS)에 부분적으로 투과부(B1)가 위치하도록 하고, 상기 게이트 패드(106)에 대응하여 투과부(B1)가 위치하도록 하고, 그 외의 영역에는 반투과부(B3)가 위치하도 록 한다.
이때, 상기 스위칭 영역(S)에 대응하는 차단부(B2)의 면적은 상기 게이트 전극(102)의 면적을 넘지 않는 범위내로 한정된다.
다음으로, 상기 마스크(M)의 상부로 빛을 조사하여 하부의 감광층(116)을 노광하는 공정과, 연속한 현상공정을 진행한다.
이와 같이 하면, 도 9c와 도 10c와 도 11c와 12c에 도시한 바와 같이, 상기 스위칭 영역(S)에 원래의 높이대로 패턴되고, 상기 공통 배선(108)의 일부와 상기 게이트 패드(106)의 일부에 대응하여 완전히 제거되어 하부의 불순물 비정질 실리콘층(114)을 노출하고, 나머지 영역은 낮은 높이로 패턴된 감광패턴(118)이 남게 된다.
다음으로, 상기 게이트 패드(106)에 대응하여 노출된 불순물 비정질 실리콘층(114)과 순수 비정질 실리콘층(112)과 제 1 절연막(110)을 제거하고, 상기 스위칭 영역을 제외한 낮은 부분의 감광패턴을 애싱공정을 이용하여 제거한다.
이와 같이 하면, 도 9d와 도 10d와 도 11d와 도 12d에 도시한 바와 같이, 기판(100)의 전면 불순물 비정질 실리콘층(114)이 노출된 상태이고 동시에, 상기 게이트 패드(106)와 공통 배선(108)의 일부가 노출된 상태로 형성된다.
한편, 상기 스위칭 영역(S)에 대응하여 높이가 낮아진 감광패턴(118)이 남겨진 상태가 된다.
다음으로, 상기 감광패턴(118)의 외부로 노출된 비정질 실리콘층(114)과 그 하부의 순수 비정질 실리콘층(112)을 제거하는 공정을 진행한다.
다음으로, 상기 남겨진 감광패턴(118)을 제거하는 공정을 진행한다.
이와 같이 하면, 도 9e와 도 10e와 도 11e와 도 12e에 도시한 바와 같이, 상기 스위칭 영역(S)에 대응하는 상기 게이트 전극(102)의 상부에 섬형상의 액티브층(120)과 오믹 콘택층(122)이 형성된다.
도 9f와 도 10f와 도 11f는 도 12f는 제 3 마스크 공정을 나타낸 도면으로 도시한 바와 같이, 상기 액티브층(120)과 오믹 콘택층(122)이 형성된 기판(100)의 전면에 제 2 도전성 금속층(124)과 투명 도전성 금속층(126)을 적층하고 제 3 마스크 공정으로 패턴하여, 상기 스위칭 영역(S)에 대응하여 이격된 소스 전극(128)과 드레인 전극(130)을 형성하고, 상기 화소 영역(P)에 대응하여 화소 전극(140)과 공통 전극(142)을 형성한다.
이때, 상기 화소 전극(140)은 상기 드레인 전극(130)에서 상기 화소 영역으로 수직하게 연장된 다수의 수직바 형태이고, 상기 공통 전극(142)은 상기 공통배선(108)과 접촉하면서 상기 화소 영역(P)으로 연장된 다수의 수직바 형태이고, 상기 화소 전극(140)과 평행하게 이격된 상태로 형성한다.
동시에, 상기 게이트 패드(106)와 접촉하는 게이트 패드 전극(136)을 형성하고, 상기 데이터 영역(D)에는 일 끝단에 데이터 패드(134)를 포함하는 데이터 배선(132)을 형성한다.
다음으로, 상기 소스 및 드레인 전극(128,130)의 이격된 사이로 노출된 오믹 콘택층(124)을 제거하여, 하부의 액티브층(122)을 노출하는 공정을 진행한다.
이때, 상기 소스 및 드레인 전극(128,130)과, 화소전극(140)과 공통전 극(142)과, 데이터 패드 및 데이터 배선(134,132)과, 게이트 패드(136)는 모두 상,하로 투명 금속층(124)과 불투명한 금속층(126)이 적층된 형태로 구성된다.
다음으로, 도 9g와 도 10g와 도 11g와 도 12g에 도시한 바와 같이, 상기 기판(100)의 전면에 앞서 언급한 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나 또는 하나 이상의 물질을 증착하고 제 2 절연막(150)을 형성한다.
다음으로, 상기 제 2 절연막(150)을 앞서 언급한 바와 같은 마스크 공정을 적용한 제 4 마스크 공정으로 패턴하여, 상기 게이트 패드 전극(136)과 데이터 패드 전극(134)을 노출한다.
전술한 공정을 통해, 본 발명에 따른 새로운 4 마스크 구조로 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판을 제작할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 공정을 간략히 설명하면 아래와 같다.
제 1 마스크 공정 : 게이트 전극과 게이트 배선 및 게이트 패드와 공통배선을 형성한다.
제 2 마스크 공정 : 제 1 절연막의 하부로 상기 게이트 패드와 공통 배선을 노출하고, 게이트 전극의 상부에 이보다 작은 면적으로 섬형상의 액티브층과 오믹 콘택층을 형성한다.
제 3 마스크 공정 : 상기 오믹 콘택층의 상부에 이격된 소스 전극과 드레인 전극과, 상기 화소 영역에 화소 전극과 공통 전극과, 상기 게이트 패드와 접촉하는 게이트 패드 전극과. 상기 데이터 영역에 일 끝단에 데이터 패드를 포함하는 데이터 배선을 형성한다.
제 4 마스크 공정 : 상기 기판의 전면에 절연막을 형성하고, 상기 게이트 패드전극과 데이터 패드전극을 노출한다.
전술한 공정을 통해 제작된 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판은, 비정질 실리콘층이 배선의 하부에 존재하지 않고 상기 게이트 전극의 상부에만 섬형상으로 구성되어 하부의 광으로부터 차단될 수 있는 특징이 있다.
따라서, 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판은
첫째, 비정질 실리콘층(액티브층)이 광에 노출되는 구조가 아니므로, 상기 박막트랜지스터에 누설전류가 발생하지 않아, 박막트랜지스터의 동작을 개선할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 데이터 배선의 하부에 액티브층이 존재함으로써 발생했던 웨이비 노이즈(wavy noise)가 발생하지 않아 고화질을 구현할 수 있는 효과가 있다.

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  7. 기판에 화소 영역과 상기 화소영역 내의 스위칭 영역을 정의하는 단계와;
    상기 화소 영역을 일 경계를 따라 연장되고 그 일 끝단에 게이트 패드를 포함하는 게이트 배선과, 상기 게이트 배선에 연결되며 상기 스위칭 영역에 위치하는 게이트 전극과, 상기 게이트 배선과 평행하게 이격된 공통배선을 형성하는 제 1 마스크 공정 단계와;
    상기 게이트 전극과, 상기 게이트 배선과, 상기 게이트 패드와, 상기 공통배선을 덮는 절연막과, 상기 절연막 상에 적층되며 상기 스위칭 영역에 위치하여 상기 게이트 전극과 중첩하는 액티브층 및 오믹 콘택층을 형성하고, 상기 절연막을 패터닝하여 상기 게이트 패드와 상기 공통배선을 노출하는 제 2 마스크 공정 단계와;
    상기 오믹 콘택층 상에서 서로 이격하는 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기절연막 상에서 상기 게이트 배선과 교차하여 상기 화소영역을 정의하며 상기 소스 전극과 연결되고 그 일 끝단에 데이터 패드를 포함하는 데이터 배선과, 상기 절연막 상에서 상기 드레인 전극에 연결되며 상기 화소영역에 위치하는 화소전극과, 상기 화소영역에서 상기 화소전극과 이격된 상태로 배열되고 상기 공통배선과 접촉하는 공통전극과, 상기 게이트 패드와 접촉하는 게이트 패드 전극을 형성하는 제 3 마스크 공정 단계와;
    상기 기판의 전면을 덮고, 상기 게이트 패드 전극과 상기 데이터 패드를 노출하는 보호막을 형성하는 제 4 마스크 공정 단계를 포함하고,
    상기 소스 전극, 상기 드레인 전극, 상기 데이터 배선, 상기 화소전극, 상기 공통전극, 상기 게이트 패드는 하부에 불투명 금속층과 상부에 투명 금속층이 적층된 구성인 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 마스크 공정 단계는,
    상기 게이트 전극과 게이트 배선과 게이트 패드와, 상기 공통배선이 형성된 기판의 전면에 제 1 절연막과, 비정질 실리콘층과, 불순물 비정질 실리콘층과, 감광층을 적층하는 단계와;
    상기 감광층의 이격된 상부에 투과부와 차단부와 반과부로 구성된 마스크를 위치시키고, 상기 마스크의 상부로 빛을 조사하여 하부의 감광층을 노광하는 단계와;
    상기 노광된 감광층을 현상하여, 상기 게이트 패드에 대응하는 부분은 불순물 비정질 실리콘층을 노출하고 상기 스위칭 영역을 제외한 영역은 낮은 높이로 패턴된 감광패턴을 형성하는 단계와;
    상기 노출된 불순물 비정질 실리콘층과 하부의 순수 비정질 실리콘층과 제 1 절연막을 식각하여 하부의 상기 게이트 패드와 상기 공통배선을 노출하는 단계와;
    상기 스위칭 영역을 제외하고 낮은 높이로 패턴된 감광패턴을 제거하여 노출된 상기 불순물 비정질 실리콘층과 그 하부의 순수 비정질 실리콘층과 제 1 절연막을 제거하여, 상기 스위칭 영역에 게이트 전극과 제 1 절연막과 액티브층(순수 비정질 실리콘층)과 오믹 콘택층을 형성하는 단계
    를 포함하는 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 마스크는, 상기 스위칭 영역에 대응하여 차단부를 중심으로 양측에 반투과부가 위치하고, 상기 게이트 패드에 대응하여 투과부가 위치하고 그 외의 영역에 반투과부가 위치하도록 구성한 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 3 마스크 공정 단계는
    상기 오믹 콘택층이 형성되고, 상기 제 1 절연막 사이로 게이트 패드와 공통배선이 노출된 기판의 전면에 불투명 금속층과 투명 금속층을 순차 적층하는 단계와;
    상기 적층된 불투명 금속층과 투명 금속층을 제 3 마스크 공정으로 패턴하여, 소스 및 드레인 전극과 공통전극과 화소 전극과, 데이터 패드 및 데이터 배선과, 게이트 패드 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징하는 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 투명 금속층은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장용 어레이기판 제조방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 보호막은 스퍼터링(sputtering) 방식으로 증착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
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US11/818,319 US8687158B2 (en) 2006-06-30 2007-06-14 IPS LCD having a first common electrode directly extending from the common line and a second common electrode contacts the common line only through a contact hole of the gate insulating layer
DE102007027645A DE102007027645B4 (de) 2006-06-30 2007-06-15 IPS-Flüssigkristallanzeigevorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben
JP2007164291A JP4925057B2 (ja) 2006-06-30 2007-06-21 横電界型の液晶表示装置用アレイ基板及びその製造方法
CNB2007101126064A CN100538484C (zh) 2006-06-30 2007-06-22 面内切换型液晶显示装置及其制造方法

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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100920483B1 (ko) * 2007-07-20 2009-10-08 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판 및 그 제조방법
CA2720108C (en) * 2008-03-11 2016-06-07 Depomed, Inc. Gastric retentive extended-release dosage forms comprising combinations of a non-opioid analgesic and an opioid analgesic
KR101274706B1 (ko) * 2008-05-16 2013-06-12 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법
JP4661935B2 (ja) * 2008-10-15 2011-03-30 ソニー株式会社 液晶表示装置
JP5254454B2 (ja) * 2008-11-12 2013-08-07 テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） 改良された大面積光検出器
CN102116980B (zh) 2009-12-31 2014-04-09 乐金显示有限公司 薄膜晶体管阵列基板及其制造方法
KR101113354B1 (ko) 2010-04-16 2012-02-29 삼성모바일디스플레이주식회사 표시 장치 및 그 제조방법
KR20140035320A (ko) * 2010-12-03 2014-03-21 오렉시젠 세러퓨틱스 인크. 날트렉손 요법에서 약물 생체이용률의 증가
TWI544525B (zh) 2011-01-21 2016-08-01 半導體能源研究所股份有限公司 半導體裝置及其製造方法
KR101888032B1 (ko) * 2011-07-28 2018-08-14 엘지디스플레이 주식회사 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판
KR102061873B1 (ko) * 2013-06-20 2020-01-03 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치와 이의 제조방법
CN104834136A (zh) * 2015-04-15 2015-08-12 深超光电（深圳）有限公司 薄膜晶体管基板及显示装置
US10330991B1 (en) * 2018-05-31 2019-06-25 a.u. Vista Inc. Liquid crystal display devices with electrode stacks and methods for manufacturing such devices

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001222030A (ja) 1999-12-22 2001-08-17 Hynix Semiconductor Inc インプレーンスイッチングモード液晶表示装置及びその製造方法
JP2001311965A (ja) 2000-04-28 2001-11-09 Nec Corp アクティブマトリクス基板及びその製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5907379A (en) * 1996-10-21 1999-05-25 Samsung Electronics Co., Ltd. In-plane switching liquid crystal display having high aperture ratio
JP3847419B2 (ja) 1997-07-02 2006-11-22 三菱電機株式会社 液晶表示装置
KR100477130B1 (ko) * 1997-09-25 2005-08-29 삼성전자주식회사 평면구동방식액정표시장치의박막트랜지스터기판및제조방법
JP3420201B2 (ja) * 1999-12-22 2003-06-23 日本電気株式会社 液晶表示装置
TW498178B (en) * 2000-05-02 2002-08-11 Hannstar Display Corp Manufacturing method and structure for in-plane switching mode liquid crystal display unit
JP2004302466A (ja) 2003-03-29 2004-10-28 Lg Philips Lcd Co Ltd 水平電界印加型液晶表示装置及びその製造方法
CN100371813C (zh) * 2003-10-14 2008-02-27 Lg.菲利浦Lcd株式会社 面内切换型液晶显示装置中的液晶显示板及其制造方法
KR101180718B1 (ko) * 2005-12-29 2012-09-07 엘지디스플레이 주식회사 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001222030A (ja) 1999-12-22 2001-08-17 Hynix Semiconductor Inc インプレーンスイッチングモード液晶表示装置及びその製造方法
JP2001311965A (ja) 2000-04-28 2001-11-09 Nec Corp アクティブマトリクス基板及びその製造方法

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