KR20170080231A - Array Substrate, Fabricating Method Thereof, And Liquid Crystal Display Device Including The Same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 액정표시장치는, 기판 상에 이격된 게이트 배선 및 공통 배선과, 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선과, 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된 박막 트랜지스터와, 박막트랜지스터를 덮는 보호층과, 보호층 상부의 화소영역에 위치하는 컬러필터층과, 공통 배선에 대응하여 보호층 상부에 위치하는 차광층과, 컬러필터층 및 차광층 상부에 위치하는 오버코트층과, 오버코트층 상부의 화소영역에 위치하는 화소전극 및 공통전극을 포함하고, 오버코트층은 공통 배선에 대응하여 제1 돌출부를 가지며, 제1 돌출부는 내부에 홀을 포함하는 고리 모양의 평면 구조를 가진다. 제1 돌출부는 대향 기판의 셀갭 유지를 위한 컬럼 스페이서와 접촉할 수 있다.A liquid crystal display device of the present invention includes a gate wiring and a common wiring line spaced on a substrate, a data line crossing the gate line and defining a pixel region, a thin film transistor connected to the gate wiring and the data wiring, A color filter layer located in a pixel region above the protective layer, a light shielding layer located above the protective layer in correspondence with the common wiring, an overcoat layer located above the color filter layer and the light shielding layer, And the overcoat layer has a first protrusion corresponding to the common wiring, and the first protrusion has an annular planar structure including a hole therein. The first projection may contact the column spacer for holding the cell gap of the counter substrate.
Description
본 발명은 액정표시장치용 어레이 기판에 관한 것으로, 특히 컬러필터를 포함하는 어레이 기판과 그 제조 방법 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an array substrate for a liquid crystal display, and more particularly to an array substrate including a color filter, a manufacturing method thereof, and a liquid crystal display including the same.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD) 및 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device: OLED)와 같은 평판표시장치(flat panel display device: FPD)가 개발되어 다양한 분야에 적용되고 있다.BACKGROUND ART [0002] As an information society has developed, there have been various demands for a display device for displaying an image, and a liquid crystal display (LCD) device and an organic light emitting diode (OLED) Flat panel display devices (FPDs) have been developed and applied to various fields.
이들 평판표시장치 중에서, 액정표시장치는 소형화, 경량화, 박형화, 저전력 구동 등의 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다. Among these flat panel display devices, liquid crystal display devices are widely used because they have advantages of miniaturization, weight reduction, thinning, low power driving, and the like.
액정표시장치는 액정의 광학적 이방성과 유전율 이방성을 이용하는 것으로, 두 기판과, 두 기판 사이의 액정층, 그리고 액정층의 액정분자를 구동하기 위한 화소전극과 공통전극을 포함한다. 따라서, 액정표시장치는, 화소전극과 공통전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정분자의 배열을 조절하고, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 영상을 표시한다. 이러한 액정표시장치는 휴대폰이나 멀티미디어장치와 같은 휴대용 기기부터 노트북 또는 컴퓨터의 모니터, 그리고 대형 텔레비전에 이르기까지 다양하게 적용된다. The liquid crystal display device utilizes optical anisotropy and permittivity anisotropy of a liquid crystal and includes two substrates, a liquid crystal layer between two substrates, and a pixel electrode and a common electrode for driving liquid crystal molecules in the liquid crystal layer. Therefore, the liquid crystal display device adjusts the arrangement of liquid crystal molecules by an electric field generated by applying a voltage to the pixel electrode and the common electrode, and displays the image by the transmittance of light depending on the arrangement. Such a liquid crystal display device is applied to a variety of applications ranging from a portable device such as a mobile phone or a multimedia device to a monitor of a notebook computer or a computer, and a large television.
일반적으로 액정표시장치의 하부 기판에는 각 화소영역의 화소전극에 신호를 인가하기 위한 박막 트랜지스터가 형성되고, 상부 기판에는 각 화소영역에 대응하여 컬러필터가 형성된다. 박막 트랜지스터를 포함하는 하부 기판은 어레이 기판이라 일컬어지고, 컬러필터를 포함하는 상부 기판은 컬러필터 기판이라 일컬어진다. In general, a thin film transistor for applying a signal to pixel electrodes of each pixel region is formed on a lower substrate of a liquid crystal display device, and a color filter is formed on an upper substrate corresponding to each pixel region. The lower substrate including the thin film transistor is referred to as an array substrate, and the upper substrate including the color filter is referred to as a color filter substrate.
이러한 액정표시장치는 두 기판을 각각 형성하고 어레이 기판의 화소전극과 컬러필터 기판의 컬러필터가 일대일 대응되도록 배치하는 공정을 통해 형성되는데, 두 기판을 배치하는 과정에서 오정렬(misalign)이 발생하여 불량이 생길 수 있다. 이를 방지하기 위해, 어레이 기판 및 컬러필터 기판 사이의 합착 마진을 고려하여 컬러필터 기판에 폭이 넓은 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다. 그러나, 이러한 경우 액정표시장치의 개구율이 낮아지게 되며, 이에 따라, 화질이 영향을 받게 된다.Such a liquid crystal display device is formed through a process of forming two substrates and arranging the pixel electrodes of the array substrate and the color filters of the color filter substrate in a one-to-one correspondence relationship. In the process of arranging the two substrates, misalignment occurs, Can occur. In order to prevent this, it is possible to form a wide black matrix on the color filter substrate in consideration of the cohesion margin between the array substrate and the color filter substrate. However, in this case, the aperture ratio of the liquid crystal display device is lowered, and accordingly, the image quality is affected.
특히, 액정표시장치가 고해상도를 가짐에 따라 동일 면적 내에서 화소영역의 크기가 줄어들게 되므로, 적은 개구율의 차이에도 영상의 화질은 큰 영향을 받게 된다. In particular, as the liquid crystal display device has a high resolution, the size of the pixel area is reduced within the same area, so that the image quality of the image is greatly affected even with a small difference in aperture ratio.
한편, 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에는 두 기판 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위한 스페이서가 위치한다. 최근에는 특정 위치에 원하는 형태로 형성 가능한 컬럼 스페이서가 널리 사용되며, 컬럼 스페이서는 상대적으로 공정수가 적은 컬러필터 기판 상에 주로 형성된다.On the other hand, a spacer is provided between the array substrate and the color filter substrate to maintain a constant gap between the two substrates. Recently, a column spacer which can be formed in a desired shape at a specific position is widely used, and a column spacer is formed mainly on a color filter substrate having a relatively small number of processes.
이러한 컬럼 스페이서를 포함하는 종래의 액정표시장치에 대해 도 1을 참조하여 설명한다.A conventional liquid crystal display device including such a column spacer will be described with reference to Fig.
도 1은 종래의 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a conventional liquid crystal display device.
도 1에 도시한 바와 같이, 하부 기판(10)과 상부 기판(20)이 이격되어 배치되고, 하부 기판(10)과 상부 기판(20) 사이에는 액정층(30)이 위치한다. 상부 기판(20)의 내면에는 컬럼 스페이서(40)가 형성된다. 컬럼 스페이서(40)는 하부 기판(10)의 최상층(12)과 접촉하여 하부 기판(10)과 상부 기판(20) 사이의 간격을 유지한다.The
이러한 컬럼 스페이서(40)는 일정 간격을 가지고 배치된다. 이에 따라, 컬럼 스페이서(40)가 없는 영역에서는 상부 기판(20)의 처짐이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 동일 면적 내에 컬럼 스페이서(40)의 개수를 증가시켜 컬럼 스페이서(40)의 배치 밀도를 높일 수 있다. 그러나, 이러한 경우 하부 기판(10)의 최상층(12)과 컬럼 스페이서(40)의 접촉 면적이 증가하여 터치 불량이 발생할 수 있다. 즉, 접촉 면적이 증가하게 되어 접촉 밀도가 높아지며, 이로 인해 상부 기판(20)의 유동이 자유롭지 못하여, 상부 기판(20)의 터치에 의해 액정분자가 이동된 후 원상태로 복귀하지 못함에 따라 얼룩이 발생할 수 있다. 특히, 블랙 상태에서 얼룩이 발생하여 콘트라스트 비를 저하시킬 수 있다.
These
본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 액정표시장치의 개구율을 향상시키고자 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems and aims to improve the aperture ratio of a liquid crystal display device.
또한, 본 발명은, 액정표시장치에서 기판의 처짐 및 터치 불량을 해결하고자 한다.
Further, the present invention is intended to solve deflection and touch failure of a substrate in a liquid crystal display device.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시장치는, 기판 상에 이격된 게이트 배선 및 공통 배선과, 상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 연결된 박막 트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터를 덮는 보호층과, 상기 보호층 상부의 상기 화소영역에 위치하는 컬러필터층과, 상기 공통 배선에 대응하여 상기 보호층 상부에 위치하는 차광층과, 상기 컬러필터층 및 상기 차광층 상부에 위치하는 오버코트층과, 상기 오버코트층 상부의 상기 화소영역에 위치하는 화소전극 및 공통전극을 포함하고, 상기 오버코트층은 상기 공통 배선에 대응하여 제1 돌출부를 가지며, 상기 제1 돌출부는 내부에 홀을 포함하는 고리 모양의 평면 구조를 가진다. In order to achieve the above object, a liquid crystal display device of the present invention includes: a gate wiring and a common wiring which are spaced on a substrate; a data wiring crossing the gate wiring and defining a pixel region; A protection layer covering the thin film transistor; a color filter layer located in the pixel region above the protection layer; a light shielding layer located above the protection layer in correspondence to the common wiring; And an overcoat layer positioned above the light-shielding layer, and pixel electrodes and a common electrode positioned in the pixel region above the overcoat layer, wherein the overcoat layer has a first protrusion corresponding to the common wiring, 1 projections have an annular planar structure including holes therein.
제1 돌출부의 홀은 공통 배선 상부에 위치하는 콘택홀일 수 있다. 이때, 콘택홀은 공통 배선을 노출할 수 있다. The hole of the first projection may be a contact hole located on the common wiring. At this time, the contact hole can expose the common wiring.
이러한 제1 돌출부는 대향 기판의 셀갭 유지를 위한 컬럼 스페이서와 접촉할 수 있다. This first projection may contact the column spacer for holding the cell gap of the counter substrate.
상기 오버코트층은 제1 화소영역에 대응하여 상기 제1 돌출부를 가지며, 제2 화소영역에 대응하여 상기 제1 돌출부보다 작은 폭과 두께를 갖는 제2 돌출부를 가질 수 있다.The overcoat layer may have the first protrusion corresponding to the first pixel area and the second protrusion corresponding to the second pixel area and having a width and a thickness smaller than the first protrusion.
이러한 오버코트층의 제1 및 제2 돌출부는 차단부와 투과부 및 반투과부를 포함하는 노광 마스크를 이용하여 형성될 수 있다.
The first and second projections of the overcoat layer may be formed using an exposure mask including a blocking portion, a transmissive portion, and a semi-transmissive portion.
본 발명에서는, 컬러필터를 어레이 기판에 형성하여 액정표시장치의 개구율을 높일 수 있다.In the present invention, the color filter can be formed on the array substrate to increase the aperture ratio of the liquid crystal display device.
또한, 어레이 기판 상의 단차 구조에 의해 셀갭 유지를 위한 컬럼 스페이서의 수량을 증가시켜 기판의 처짐을 방지하면서, 컬럼 스페이서의 접촉 면적을 감소시켜 터치 불량을 방지할 수 있다. In addition, the stepped structure on the array substrate can increase the number of column spacers for maintaining the cell gap, preventing sagging of the substrate, and reducing the contact area of the column spacer, thereby preventing touch failure.
이때, 컬럼 스페이서를 콘택홀 상부에 배치함으로써, 컬럼 스페이서의 배치에 제약이 없으며, 개구율을 더욱 높일 수 있다. At this time, by arranging the column spacer above the contact hole, there is no restriction on the arrangement of the column spacer, and the aperture ratio can be further increased.
한편, 이러한 단차 구조는 어레이 기판 상에 공정의 추가 없이 형성할 수 있다.
On the other hand, this step structure can be formed on the array substrate without adding a process.
도 1은 종래의 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도로, 도 5의 VIA-VI선과 VIB-VIB선 그리고 VIC-VIC선에 대응하는 단면을 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제2 돌출부를 위에서 본 3차원 현미경 영상이다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 공정 중 각 단계에서 어레이 기판을 개략적으로 도시한 단면도로, 도 5의 VIA-VI선과 VIB-VIB선 그리고 VIC-VIC선에 대응하는 단면을 도시한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing a conventional liquid crystal display device.
2 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic plan view of an array substrate for a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view of an array substrate for a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
5 is a plan view schematically showing a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and shows cross sections corresponding to lines VIA-VI, VIB-VIB, and VIC-VIC in FIG.
7 is a three-dimensional micrograph image of the second projection according to the embodiment of the present invention viewed from above.
FIGS. 8A to 8F are cross-sectional views schematically showing an array substrate in each step of a manufacturing process of an array substrate for a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention, in which VIA-VI line, VIB- Sectional view corresponding to the VIC line.
9 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 어레이 기판은, 기판과, 상기 기판 상에 이격된 게이트 배선 및 공통 배선과, 상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 연결된 박막 트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터를 덮는 보호층과, 상기 보호층 상부의 상기 화소영역에 위치하는 컬러필터층과, 상기 공통 배선에 대응하여 상기 보호층 상부에 위치하는 차광층과, 상기 컬러필터층 및 상기 차광층 상부에 위치하는 오버코트층과, 상기 오버코트층 상부의 상기 화소영역에 위치하는 화소전극 및 공통전극을 포함하고, 상기 오버코트층은 상기 공통 배선에 대응하여 제1 돌출부를 가지며, 상기 제1 돌출부는 내부에 홀을 포함한다.The array substrate of the present invention includes a substrate, a gate wiring and a common wiring spaced on the substrate, a data wiring crossing the gate wiring and defining a pixel region, a thin film transistor connected to the gate wiring and the data wiring, A protective layer covering the thin film transistor; a color filter layer located in the pixel region above the protective layer; a light shielding layer located above the protective layer in correspondence with the common wiring; Wherein the overcoat layer has a first protrusion corresponding to the common wiring, and the first protrusion is formed in the overcoat layer, and the overcoat layer is formed on the overcoat layer, Holes.
상기 오버코트층은 상기 공통 배선 상부에 콘택홀을 가지며, 상기 콘택홀은 상기 제1 돌출부 내에도 형성된다.The overcoat layer has a contact hole on the common wiring, and the contact hole is also formed in the first projection.
상기 콘택홀은 상기 공통 배선을 노출한다.The contact hole exposes the common wiring.
본 발명의 어레이 기판은 상기 오버코트층 상부에 상기 공통전극과 연결되는 공통전극 접촉부를 더 포함하고, 상기 공통전극 접촉부는 상기 콘택홀을 통해 상기 공통 배선과 접촉한다.The array substrate of the present invention further includes a common electrode contact portion connected to the common electrode on the overcoat layer, and the common electrode contact portion contacts the common wiring through the contact hole.
상기 제1 돌출부는 원형이나 다각형 고리 모양의 평면 구조를 가진다.The first protrusion has a circular or polygonal annular planar structure.
상기 제1 돌출부는 일정 간격으로 배치된 다수의 홈을 포함한다.The first projections include a plurality of grooves arranged at regular intervals.
상기 차광층은 제1 컬러패턴과 상기 제1 컬러패턴 상부의 제2 컬러패턴을 포함한다.The light-shielding layer includes a first color pattern and a second color pattern on the first color pattern.
상기 오버코트층은 제1 화소영역에 대응하여 상기 제1 돌출부를 갖고, 제2 화소영역에 대응하여 제2 돌출부를 가지며, 상기 제1 돌출부의 폭과 두께는 상기 제2 돌출부의 폭과 두께보다 크다.Wherein the overcoat layer has the first protrusion corresponding to the first pixel area and has a second protrusion corresponding to the second pixel area, the width and the thickness of the first protrusion being greater than the width and thickness of the second protrusion .
상기 오버코트층은 제3 화소영역에 대응하여 제3 돌출부를 갖고, 상기 제3 돌출부의 폭과 두께는 상기 제1 돌출부의 폭과 두께보다 크다.The overcoat layer has a third protrusion corresponding to the third pixel region, and the width and thickness of the third protrusion are larger than the width and thickness of the first protrusion.
본 발명의 액정표시장치는, 어레이 기판과, 상기 어레이 기판과 이격되는 대향 기판과, 상기 어레이 기판과 상기 대향 기판 사이의 액정층을 포함하고, 상기 대향 기판은 상기 제3 돌출부 또는 상기 제3 돌출부 상의 막과 접촉한다.A liquid crystal display device according to the present invention includes an array substrate, an opposing substrate spaced apart from the array substrate, and a liquid crystal layer between the array substrate and the opposing substrate, wherein the opposing substrate has the third projections or the third projections Lt; / RTI >
이와 달리, 본 발명의 액정표시장치는, 어레이 기판과, 상기 어레이 기판과 이격되는 대향 기판과, 상기 어레이 기판과 상기 대향 기판 사이의 액정층과, 상기 대향 기판의 내면에 위치하고 두께가 다른 제1 및 제2 컬럼 스페이서를 포함하고, 상기 제1 컬럼 스페이서는 상기 제1 돌출부 또는 상기 제1 돌출부 상의 막과 접촉한다.Alternatively, the liquid crystal display of the present invention may include: an array substrate; an opposing substrate spaced apart from the array substrate; a liquid crystal layer between the array substrate and the opposing substrate; and a liquid crystal layer disposed between the array substrate and the opposing substrate, And a second column spacer, wherein the first column spacer is in contact with the film on the first projection or the first projection.
한편, 본 발명의 어레이 기판의 제조 방법은, 기판 상에 이격된 게이트 배선 및 공통 배선을 형성하는 단계와, 상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선을 형성하는 단계와, 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 연결된 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 박막트랜지스터를 덮는 보호층을 형성하는 단계와, 상기 보호층 상부의 상기 화소영역에 컬러필터층을 형성하는 단계와, 상기 공통 배선에 대응하여 상기 보호층 상부에 차광층을 형성하는 단계와, 상기 컬러필터층 및 상기 차광층 상부에 오버코트층을 형성하는 단계와, 상기 오버코트층 상부의 상기 화소영역에 화소전극 및 공통전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 오버코트층을 형성하는 단계는, 상기 공통 배선에 대응하여 내부에 홀을 가지는 제1 돌출부를 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an array substrate, including: forming a gate wiring and a common wiring on a substrate; forming a data wiring crossing the gate wiring and defining a pixel region; And forming a thin film transistor connected to the data line; forming a protective layer covering the thin film transistor; forming a color filter layer in the pixel region above the protective layer; Forming an overcoat layer on the color filter layer and the light shielding layer; and forming a pixel electrode and a common electrode in the pixel region above the overcoat layer And the step of forming the overcoat layer includes the steps of: forming a first protrusion And a step of sex.
상기 오버코트층을 형성하는 단계는, 감광성 유기막을 형성하는 단계와, 상기 감광성 유기막 상부에 차단부와 투과부 및 반투과부를 포함하는 노광 마스크를 배치하는 단계와, 상기 노광 마스크를 통해 상기 감광성 유기막을 노광하는 단계와, 노광된 상기 감광성 유기막을 현상하고 경화하는 단계를 포함하고, 상기 제1 돌출부는 상기 투과부에 대응한다.The step of forming the overcoat layer includes the steps of forming a photosensitive organic film, disposing an exposure mask including a blocking portion, a transmissive portion and a transflective portion on the photosensitive organic film, and exposing the photosensitive organic film And developing and curing the exposed photosensitive organic film, wherein the first protrusion corresponds to the transmissive portion.
상기 오버코트층을 형성하는 단계는, 제1 화소영역에 대응하여 상기 제1 돌출부를 형성하는 단계와, 제2 화소영역에 대응하여 제2 돌출부를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 돌출부의 폭과 두께는 상기 제2 돌출부의 폭과 두께보다 크다.Forming the overcoat layer includes forming the first protrusion corresponding to the first pixel region and forming a second protrusion corresponding to the second pixel region, wherein the width of the first protrusion And the thickness is greater than the width and thickness of the second projection.
상기 제1 돌출부에 대응하는 상기 노광 마스크의 투과부의 폭은 상기 제2 돌출부에 대응하는 상기 노광 마스크의 투과부의 폭보다 크다.The width of the transmissive portion of the exposure mask corresponding to the first projecting portion is larger than the width of the transmissive portion of the exposure mask corresponding to the second projecting portion.
상기 오버코트층을 형성하는 단계는, 제3 화소영역에 대응하여 제3 돌출부를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제3 돌출부의 폭과 두께는 상기 제1 돌출부의 폭과 두께보다 크다.The step of forming the overcoat layer may further include forming a third protrusion corresponding to the third pixel region, wherein the width and thickness of the third protrusion are larger than the width and thickness of the first protrusion.
상기 제3 돌출부에 대응하는 상기 노광 마스크의 투과부의 폭은 상기 제1 돌출부에 대응하는 상기 노광 마스크의 투과부의 폭보다 크다.
The width of the transmissive portion of the exposure mask corresponding to the third projecting portion is larger than the width of the transmissive portion of the exposure mask corresponding to the first projecting portion.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 제1 기판(102)과 제2 기판(104)이 이격되어 배치되고, 제1 기판(102)과 제2 기판(104) 사이에는 액정층(106)이 위치한다. 제2 기판(104)의 하부에는 컬럼 스페이서(108)가 형성되며, 컬럼 스페이서(108)는 제1 기판(102)의 단차 구조(103)와 접촉하여 제1 기판(102)과 제2 기판(104) 사이의 간격을 유지한다. The
이때, 제1 기판(102) 상의 단차 구조(103)는 내부에 홀을 가지고 있어 컬럼 스페이서(108)의 일부와 접촉한다. 따라서, 본 발명에서는 제1 기판(102) 상의 단차 구조(103)와 컬럼 스페이서(108)의 접촉 면적이 종래에 비해 작다. 이에 따라, 컬럼 스페이서(108)의 배치 밀도를 높이더라도, 접촉 밀도, 즉, 컬럼 스페이서(108)의 접촉 면적은 종래에 비해 작거나 같아질 수 있으므로, 제2 기판(104)의 처짐을 방치하면서 터치 불량을 막을 수 있다. At this time, the
한편, 본 발명에서는 컬러필터를 어레이 기판에 형성함으로써, 오정렬을 방지하고 액정표시장치의 개구율을 높일 수 있다. 이때, 컬러필터는 박막 트랜지스터의 상부에 형성될 수 있으며, 이러한 구조는 컬러필터 온 박막 트랜지스터(color filter on thin film transistor: COT) 구조라고 일컬어진다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판에 대해 도 3과 도4를 참조하여 설명한다. On the other hand, in the present invention, misalignment can be prevented and the aperture ratio of the liquid crystal display device can be increased by forming color filters on the array substrate. At this time, a color filter may be formed on the top of the thin film transistor, and this structure is referred to as a color filter on thin film transistor (COT) structure. An array substrate for a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 3 and 4. Fig.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 개략적인 평면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 개략적인 단면도로, 한 화소영역을 도시한다. 여기서, 도 4는 도 3의 IV-IV선에 대응하는 단면을 도시한다. FIG. 3 is a schematic plan view of an array substrate for a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an array substrate for a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention, . Here, FIG. 4 shows a cross section corresponding to line IV-IV in FIG.
도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(110) 위에 도전성 물질로 이루어진 게이트 배선(112)과 게이트 전극(114), 그리고 공통 배선(116)이 형성된다. As shown in FIGS. 3 and 4, a
게이트 배선(112)은 제1 방향을 따라 연장되고, 게이트 전극(114)은 게이트 배선(112)에 연결된다. 게이트 전극(114)은 게이트 배선(112)의 일부로 이루어진다. 이때, 게이트 전극(114)은 게이트 배선(112)의 다른 부분보다 넓은 폭을 가질 수 있다. 이와 달리, 게이트 전극(114)은 게이트 배선(112)으로부터 연장될 수 있다.The
공통 배선(116)은 제1 방향을 따라 연장되고, 게이트 배선(112)과 이격되어 위치한다. The
기판(110)은 유리나 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 또한, 게이트 배선(112)과 게이트 전극(114), 그리고 공통 배선(116)은 알루미늄(aluminum)이나 몰리브덴(molybdenum), 니켈(nickel), 크롬(chromium), 구리(copper) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 단일층 또는 다중층 구조일 수 있다. The
이어, 게이트 배선(112)과 게이트 전극(114), 그리고 공통 배선(116) 상부에는 게이트 절연막(120)이 형성되어 이들을 덮는다. 게이트 절연막(120)은 실질적으로 기판(110) 전면에 형성될 수 있으며, 게이트 절연막(120)은 질화 실리콘(SiNx)이나 산화 실리콘(SiO2)으로 이루어질 수 있다. Then, a
게이트 전극(114) 상부의 게이트 절연막(120) 위에는 반도체층(122)이 형성된다. 반도체층(122)은 진성 비정질 실리콘의 액티브층(122a)과 불순물 도핑된 비정질 실리콘의 오믹 콘택층(122b)을 포함한다. 이와 달리, 반도체층(122)은 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 이 경우, 오믹 콘택층(122b)은 생략되고, 반도체층(122)의 상부에는 게이트 전극(114)에 대응하여 식각 방지막이 형성될 수 있다. A
또한, 게이트 절연막(120) 상부에는 반도체 패턴(도시하지 않음)이 형성된다. 반도체 패턴은 제1 반도체 패턴(도시하지 않음)과 제2 반도체 패턴(도시하지 않음)을 포함한다. 제1 반도체 패턴은 액티브층(122a)과 동일 물질로 이루어지고, 제2 반도체 패턴은 오믹 콘택층(122b)과 동일 물질로 이루어진다.A semiconductor pattern (not shown) is formed on the
다음, 반도체층(122) 상부에는 소스 및 드레인 전극(134, 136)이 형성된다. 소스 및 드레인 전극(134, 136)은 반도체층(122) 상부에서 게이트 전극(114)을 중심으로 이격되어 위치하고, 오믹 콘택층(122b)은 소스 및 드레인 전극(134, 136)과 동일한 모양을 가진다. 소스 및 드레인 전극(134, 136) 사이에는 액티브층(122a)이 노출된다.Next, source and drain
드레인 전극(136)의 일부는 공통 배선(116)과 중첩하여 스토리지 커패시터를 형성한다. 드레인 전극(136)의 중첩 부분은 제1 커패시터 전극을 이루고, 공통 배선(116)의 중첩 부분은 제2 커패시터 전극을 이룬다. 이때, 공통 배선(116)의 중첩 부분은 다른 부분에 비해 넓은 폭을 가질 수 있다. A part of the
게이트 전극(114)과 반도체층(122), 소스 전극(134), 그리고 드레인 전극(136)은 박막 트랜지스터를 이루며, 소스 및 드레인 전극(134, 136) 사이에 노출된 액티브층(122a)은 박막 트랜지스터의 채널이 된다. 여기서, 박막 트랜지스터의 채널은 실질적으로 U자 모양을 가지나, 이에 제한되지 않으며 박막 트랜지스터의 채널 형상은 달라질 수 있다. The
또한, 반도체 패턴 상부에는 데이터 배선(132)이 형성된다. 데이터 배선(132)은 실질적으로 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장되고, 게이트 배선(112)과 교차하여 화소영역을 정의한다. 데이터 배선(132)은 화소영역의 중앙을 기준으로 꺾어진 구조를 가진다. 데이터 배선(132)은 소스 전극(134)과 연결되며, 소스 전극(134)은 데이터 배선(132)에서 연장될 수 있다. 이때, 소스 전극(134)은 데이터 배선(132)에 인접하여 개구부를 가질 수 있다. 소스 전극(134)과 게이트 전극(114)의 중첩에 의해 기생용량이 발생하는데, 이러한 소스 전극(134)의 개구부는 소스 전극(134)과 게이트 전극(114) 사이의 중첩 면적을 줄여 기생용량을 감소시킬 수 있다. A
이와 달리, 소스 전극(134)은 데이터 배선(132)의 일부로 이루어질 수도 있다. Alternatively, the
한편, 보조 공통 배선(도시하지 않음)이 공통 배선(116)으로부터 제2 방향을 따라 연장될 수 있으며, 보조 공통 배선은 서로 이격되고 평행한 제1 및 제2 패턴(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 이때, 데이터 배선(132)의 제1 측은 보조 공통 배선의 제1 패턴과 중첩하고, 데이터 배선(132)의 제2 측은 보조 공통 배선의 제2 패턴과 중첩할 수 있다. 이와 달리, 데이터 배선(132)은 보조 공통 배선의 제1 패턴 및 제2 패턴 사이에 위치할 수 있다.On the other hand, auxiliary common wiring (not shown) may extend from the
소스 및 드레인 전극(134, 136)과 데이터 배선(132)은 알루미늄(aluminum)이나 몰리브덴(molybdenum), 니켈(nickel), 크롬(chromium), 구리(copper) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 단일층 또는 다중층 구조일 수 있다. The source and drain
여기서, 반도체층(122)과 반도체 패턴, 소스 및 드레인 전극(134, 136), 그리고 데이터 배선(132)은 하나의 마스크를 이용한 사진식각공정을 통해 형성된다. 이때, 소스 및 드레인 전극(134, 136)과 데이터 배선(132)은 각각 반도체층(122)의 액티브층(122a) 및 반도체 패턴의 제1 반도체 패턴보다 좁은 폭을 가져, 액티브층(122a) 및 제1 반도체 패턴의 가장자리 상면은 소스 및 드레인 전극(134, 136)과 데이터 배선(132)에 의해 각각 노출될 수 있다. Here, the
이와 달리, 반도체층(122)과 소스 및 드레인 전극(134, 136)은 서로 다른 마스크를 이용한 각각의 사진식각공정을 통해 형성될 수도 있는데, 이 경우, 반도체층(122)의 측면은 소스 및 드레인 전극(134, 136)으로 덮이며, 데이터 배선(132) 하부의 반도체 패턴은 생략될 수 있다. Alternatively, the
다음, 소스 및 드레인 전극(134, 136)과 데이터 배선(132) 상부에는 보호층(140)이 형성된다. 보호층(140)은 산화 실리콘(SiO2)나 질화 실리콘(SiNx)의 무기절연물질로 형성될 수 있다. Next, a
보호층(140) 상부의 화소영역에는 컬러필터층(152)이 형성된다. 컬러필터층(152)은 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러필터를 포함하며, 하나의 컬러필터가 하나의 화소영역에 대응한다. 일례로, 도 4의 컬러필터층(152)은 적 컬러필터일 수 있다. A
또한, 보호층(140) 상부에는 차광층(156)이 형성된다. 차광층(156)은 화소영역 가장자리의 경계영역에 위치하며, 게이트 배선(112)과 공통 배선(116) 및 박막 트랜지스터와 대응한다. 차광층(156)은 화소영역 이외의 영역에서 빛이 출력되는 것을 차단한다. 또한, 차광층(156)은 외부광이 박막 트랜지스터로 입사하는 것을 방지하며, 외부광이 게이트 배선(112)과 공통 배선(116) 및 박막 트랜지스터에서 반사되어 출력되는 것을 차단하거나 감소시킨다. A
차광층(156)은 제1 컬러패턴(156a)과 제1 컬러패턴(156a) 상부의 제2 컬러패턴(156b)을 포함한다. 제1 컬러패턴(156a) 및 제2 컬러패턴(156b)은 적, 녹, 청 컬러필터 중 선택된 두 컬러필터와 동일 물질로 형성될 수 있는데, 적 컬러필터 및 청 컬러필터와 동일 물질로 형성하는 것이 차광 효과를 높이는데 바람직하다.The
도시한 바와 같이, 컬러필터층(152)이 제1 컬러패턴(156a)과 동일한 컬러물질로 형성될 경우, 제1 컬러패턴(156a)과 컬러필터층(152)은 중첩되지 않고 서로 연결될 수 있다. As shown in the figure, when the
또한, 컬러필터층(152)이 제2 컬러패턴(156b)과 동일한 컬러물질로 형성될 경우, 제2 컬러패턴(156b)과 컬러필터층(152)은 서로 중첩되지 않고 연결될 수 있다.In addition, when the
이와 달리, 차광층(156)은 컬러필터층(152)과 중첩할 수 있다. 이때, 차광층(156)의 제1 및 제2 컬러패턴(156a, 156b)과 컬러필터층(152)은 서로 다른 컬러물질로 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 컬러패턴(156a)이 먼저 형성되고, 컬러필터층(152)이 제1 컬러패턴(156a) 상부에 제1 컬러패턴(156a)과 중첩하도록 형성되며, 제2 컬러패턴(156b)이 컬러필터층(152) 상부에 컬러필터층(152)과 중첩하도록 형성될 수 있다. Alternatively, the
그러나, 제1 및 제2 컬러패턴(156a, 156b)과 컬러필터층(152)의 적층 순서는 이에 제한되지 않는다.However, the order of stacking the first and
한편, 도시하지 않았지만, 데이터 배선(132) 상부에도 차광층이 형성될 수 있다.On the other hand, although not shown, a light shielding layer may also be formed on the
컬러필터층(152)과 차광층(156) 상부에는 오버코트층(160)이 형성된다. 오버코트층(160)은 화소영역에서 실질적으로 평탄한 표면을 가지며, 컬러필터층(152) 상부의 오버코트층(160)의 상면은 차광층(156) 상부의 오버코트층(160)의 상면보다 낮을 수 있다. An
오버코트층(160)은 보호층(140)과 함께 드레인 전극(136)을 노출하는 드레인 콘택홀(162)을 가진다. 이때, 차광층(156)도 드레인 콘택홀(162)에 대응하여 홀을 가질 수 있다. The
또한, 오버코트층(160)은 보호층(140) 및 게이트 절연막(120)과 함께 공통 배선(116)을 노출하는 공통 콘택홀(164)을 가진다. 이때, 차광층(156)도 공통 콘택홀(164)에 대응하여 홀을 가질 수 있다.The
이러한 오버코트층(160)은 감광성을 갖는 포토아크릴(photo acryl)로 이루어질 수 있다. The
오버코트층(160) 상부의 화소영역에는 화소전극(172)과 공통전극(174)이 형성된다. 화소전극(172)과 공통전극(174) 각각은 실질적으로 제2 방향을 따라 연장되고, 제1 방향을 따라 서로 이격되어 있는 다수의 패턴을 포함한다. 공통전극(174)의 패턴은 화소전극(172)의 패턴과 제1 방향을 따라 이격되어 번갈아 배치된다. 화소전극(172)과 공통전극(174)의 각 패턴은 화소영역의 중앙을 기준으로 꺾어져 있어 제2 방향에 대해 일정 각도를 가지며, 제1 방향으로 화소영역의 중앙을 지나는 가상의 선에 대해 실질적으로 대칭인 구조를 가진다. 여기서, 화소전극(172)과 공통전극(174)은 제2 방향에 대해 45도 또는 이보다 작은 각도를 가지고 꺾어진다.A
한편, 데이터 배선(132)과 인접한 공통전극(174)의 일 패턴은 데이터 배선(132)과 중첩할 수 있다. 따라서, 데이터 배선(132)의 제1 측은 해당 화소영역의 공통전극(174)의 일 패턴과 중첩하고, 데이터 배선(132)의 제2 측은 인접한 화소영역의 공통전극(174)의 일 패턴과 중첩할 수 있다.On the other hand, one pattern of the
화소전극(172) 및 공통전극(174)은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide)와 같은 투명도전물질로 형성될 수 있다.The
또한, 제1 연결부인 화소전극 연결부(173)와 제2 연결부인 공통전극 연결부(175) 그리고 공통전극 접촉부(176)가 화소전극(172) 및 공통전극(174)과 동일층 상에 동일 물질로 형성된다. The pixel
화소전극 연결부(173)와 공통전극 연결부(175)는 제1 방향을 따라 연장되고, 화소영역의 마주대하는 양측에 각각 위치한다. 화소전극 연결부(173)는 화소전극(172)의 패턴들 일단과 연결되고, 드레인 전극(136)과 중첩하며, 드레인 콘택홀(162)을 통해 드레인 전극(136)과 접촉한다. The pixel
또한, 공통전극 연결부(175)는 공통전극(174)의 패턴들 일단과 연결되며, 전단의 게이트 배선(112)과 부분적으로 중첩할 수 있다. 도시한 것처럼, 한 화소영역에 대응하는 공통전극 연결부(175)는 인접한 화소영역에 대응하는 공통전극 연결부(175)와 연결될 수 있다. 이와 달리, 한 화소영역에 대응하는 공통전극 연결부(175)는 인접한 화소영역에 대응하는 공통전극 연결부(175)와 분리되어, 공통전극 연결부(175)는 각 화소영역별로 분리되어 있을 수도 있다. In addition, the common
한편, 공통전극 접촉부(176)는 공통전극(174)의 일 패턴 및/또는 공통전극 연결부(175)로부터 연장되어 공통 배선(116)과 중첩한다. 이러한 공통전극 접촉부(176)는 공통 콘택홀(164)을 통해 공통 배선(116)과 접촉한다. On the other hand, the common
이와 같이, 본 발명의 실시예에에서는, 어레이 기판의 박막 트랜지스터 상부에 컬러필터층(152)과 차광층(156)을 형성함으로써, 어레이 기판에 대향하는 상부 기판(도시하지 않음)의 블랙 매트릭스를 생략할 수 있으므로, 액정표시장치의 개구율을 높일 수 있다.
As described above, in the embodiment of the present invention, the
이러한 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판은 컬럼 스페이서를 포함하는 상부 기판과 합착되어 액정표시장치를 구성한다. 이때, 상부 기판에는 어레이 기판과 상부 기판 사이의 셀갭 유지를 위한 제1 컬럼 스페이서 이외에 상부 기판의 눌림 방지를 위한 제2 컬럼 스페이서가 형성된다. 동일 면적 내에서 제2 컬럼 스페이서의 개수는 제1 컬럼 스페이서의 개수보다 많다.The array substrate according to an embodiment of the present invention is bonded to an upper substrate including a column spacer to constitute a liquid crystal display device. At this time, a second column spacer for preventing the upper substrate from being pressed is formed on the upper substrate in addition to the first column spacer for maintaining the cell gap between the array substrate and the upper substrate. Within the same area, the number of second column spacers is greater than the number of first column spacers.
제1 및 제2 컬럼 스페이서는 동일 공정을 통해 형성되는데, 제2 컬럼 스페이서의 두께는 제1 컬럼 스페이서의 두께보다 작으며, 제2 컬럼 스페이서와 어레이 기판의 최상층 사이에 일정 간격을 확보하기 위해, 제1 컬럼 스페이서와 제2 컬럼 스페이서의 두께 차이는 일정 범위 이내이어야 한다. The first and second column spacers are formed through the same process wherein the thickness of the second column spacer is less than the thickness of the first column spacer and in order to secure a certain distance between the second column spacer and the top layer of the array substrate, The difference in thickness between the first column spacer and the second column spacer should be within a certain range.
여기서, 제1 컬럼 스페이서와 제2 컬럼 스페이서의 두께 차이가 일정 범위보다 작을 경우, 제2 컬럼 스페이서는 작은 외력에도 어레이 기판의 최상층과 접촉하게 된다. 이에 따라, 컬럼 스페이서와 어레이 기판 사이의 접촉 밀도가 증가하여, 터치 불량이 발생할 수 있다. 반면, 제1 컬럼 스페이서와 제2 컬럼 스페이서의 두께 차이가 일정 범위보다 클 경우, 일정 이상의 외력이 가해지더라도 제2 컬럼 스페이서는 어레이 기판 상의 최상층과 접촉하지 못하므로 눌림을 방지하지 못하게 된다. Here, when the difference in thickness between the first column spacer and the second column spacer is smaller than a certain range, the second column spacer comes into contact with the uppermost layer of the array substrate even with a small external force. As a result, the contact density between the column spacer and the array substrate increases, and a touch failure may occur. On the other hand, when the difference between the thicknesses of the first and second column spacers is larger than a certain range, the second column spacer does not contact the uppermost layer on the array substrate even if an external force is applied.
그런데, 이러한 제1 및 제2 컬럼 스페이서는 경계영역에 형성되므로, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판을 포함하는 액정표시장치에서, 제1 및 제2 컬럼 스페이서는 어레이 기판의 차광층(156) 상부에 위치하게 된다. 이때, 경계영역에서의 셀갭은 차광층(156)의 두께에 의해 화소영역에서의 셀갭보다 작다. 이에 따라, 제1 및 제2 컬럼 스페이서의 두께는 종래에 비해 작아지게 되며, 동일 공정을 통해 일정 범위 내의 두께 차이를 갖는 제1 및 제2 컬럼 스페이서를 형성하기가 쉽지 않다. 따라서, 본 발명의 액정표시장치에서는 어레이 기판 상의 단차에 의해 제2 컬럼 스페이서와 어레이 기판 간의 간격을 확보한다. Since the first and second column spacers are formed in the boundary region, in the liquid crystal display device including the array substrate according to the embodiment of the present invention, the first and second column spacers are formed on the
이때, 드레인 콘택홀(162) 및 공통 콘택홀(164) 근처의 영역은 다른 영역에 비해 높이가 낮아, 제1 컬럼 스페이서를 형성하기 어렵다. 이에 따라, 제1 컬럼 스페이서는 드레인 콘택홀(162) 및 공통 콘택홀(164)과 일정 간격을 두고 배치되어야 하므로, 제1 컬럼 스페이서의 배치에 제약이 있다. 이는 제2 컬럼 스페이서의 배치에도 제약을 가한다. 또한, 드레인 콘택홀(162) 및 공통 콘택홀(164)을 제외한 영역에 제1 및 제2 컬럼 스페이서를 배치하기 위해 경계영역의 면적이 더 필요하여, 개구율이 저하될 수 있다. At this time, the region near the
따라서, 본 발명의 실시예에서는 드레인 콘택홀(162) 및/또는 공통 콘택홀(164)에 대응하여 단차 구조를 형성하여, 제1 및 제2 컬럼 스페이서의 배치에 있어 자유도를 높이며, 개구율 저하를 방지한다. 이때, 단차 구조는 앞서 도 2에서 언급한 바와 같이 내부에 홀을 가진다. Therefore, in the embodiment of the present invention, a step structure is formed corresponding to the
이러한 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 대해 도 5와 도 6을 참조하여 설명한다. A liquid crystal display according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도로, 도 5의 VIA-VI선과 VIB-VIB선 그리고 VIC-VIC선에 대응하는 단면을 도시한다. 여기서, 도 5와 도 6은 제1 내지 제3 화소영역을 도시하며, 각 화소영역은 공통 콘택홀이 형성된 영역을 제외하고 도 3 및 도 4에 도시된 것과 동일한 구조를 가지며, 동일 부분에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다. FIG. 5 is a plan view schematically illustrating a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, -VIB line and the VIC-VIC line. Here, FIGS. 5 and 6 show the first to third pixel regions, and each pixel region has the same structure as that shown in FIGS. 3 and 4 except for the region where the common contact hole is formed, The description is omitted or simplified.
도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제3 화소영역(P1, P2, P3)이 정의된 투명한 제1 기판(110) 위에 공통 배선(116)이 형성된다. 공통 배선(116) 상부에는 게이트 절연막(120)이 형성되고, 게이트 절연막(120) 상부에는 보호층(140)이 형성된다. 5 and 6, a
보호층(140) 상부에는 차광층(156)이 형성된다. 차광층(156)은 제1 컬러패턴(156a)과 제1 컬러패턴(156a) 상부의 제2 컬러패턴(156b)을 포함한다. 일례로, 제1 컬러패턴(156a)은 적 컬러필터와 동일 물질로 이루어지고, 제2 컬러패턴(156b)은 청 컬러필터와 동일 물질로 이루어질 수 있다. A
차광층(156) 상부에는 오버코트층(160)이 형성된다. 오버코트층(160)은 공통배선(116)을 노출하는 공통 콘택홀(164)을 가진다. 이때, 공통 콘택홀(164)은 보호층(140) 및 게이트 절연막(120) 내에도 형성된다. An
여기서, 제1 및 제2 컬러패턴(156a, 156b)의 각각은 공통 콘택홀(164)에 대응하여 홀을 가질 수 있다. 보다 상세하게, 공통 콘택홀(164)은 제1 및 제2 컬러패턴(156a, 156b)의 홀 내에 위치하고, 제2 컬러패턴(156b)의 홀은 제1 컬러패턴(156a)의 홀 내에 위치하며, 제2 컬러패턴(156b)은 제1 컬러패턴(156a)의 측면을 덮을 수 있다. Here, each of the first and
이와 달리, 제1 및 제2 컬러패턴(156a, 156b)의 홀은 생략되고, 제1 및 제2 컬러패턴(156a, 156b) 내에도 공통 콘택홀(164)이 형성될 수 있다. Alternatively, holes of the first and
또한, 오버코트층(160)은 제1 화소영역(P1)의 공통 콘택홀(164)에 대응하여 제1 돌출부(166)를 가질 수 있고, 제2 화소영역(P2)의 공통 콘택홀(164)에 대응하여 제2 돌출부(168)를 가질 수 있으며, 제3 화소영역(P3)의 공통 콘택홀(164)에 대응하여 돌출부를 가지지 않을 수 있다. 여기서, 제1 화소영역(P1)의 공통 콘택홀(164)은 제1 돌출부(166) 내에도 형성되고, 제2 화소영역(P2)의 공통 콘택홀(164)은 제2 돌출부(168) 내에도 형성된다. The
이와 달리, 오버코트층(160)은 제1 화소영역(P1)의 공통 콘택홀(164)에 대응하여 제2 돌출부(168)를 가질 수도 있고, 돌출부를 가지지 않을 수도 있으며, 제3 화소영역(P3)의 공통 콘택홀(164)에 대응하여 제1 돌출부(166)를 가질 수도 있다.Alternatively, the
제1 및 제2 돌출부(166, 168)는 오버코트층(160)의 상면으로부터 상방으로 돌출되며, 제2 돌출부(168)의 폭(w2)과 두께는 각각 제1 돌출부(166)의 폭(w1)과 두께보다 크다. 일례로, 제1 및 제2 돌출부(166, 168)를 제외한 오버코트층(160)은 2000 Å 내지 3000 Å의 두께를 가질 수 있다. 또한, 제1 돌출부(166)의 폭(w1)은 3 ㎛ 내지 5 ㎛일 수 있고 두께는 500 Å 내지 1000 Å일 수 있으며, 제2 돌출부(168)의 폭(w2)은 5 ㎛ 내지 8 ㎛일 수 있고 두께는 2000 Å 내지 4000 Å일 수 있다. 그러나, 오버코트층(160)의 두께 그리고 제1 및 제2 돌출부(166, 168)의 폭과 두께는 이에 제한되지 않는다. The first and
제1 내지 제3 화소영역(P1, P2, P3) 중 적어도 하나의 오버코트층(160) 상부에는 공통전극 접촉부(176)가 형성되며, 공통전극 접촉부(176)는 공통 콘택홀(164)을 통해 공통 배선(116)과 접촉한다. 이때, 공통전극 접촉부(176)는 제1 및 제3 화소영역(P1, P3)에 형성되고, 제2 화소영역(P2)에서는 생략될 수 있다. 이에 따라, 제1 화소영역(P1)에서 공통전극 접촉부(176)는 제1 돌출부(166)를 덮을 수 있다.A common
이와 달리, 공통전극 접촉부(176)는 제1 화소영역(P1) 또는 제3 화소영역(P3)에만 형성될 수도 있으며, 제1 내지 제3 화소영역(P1, P2, P3) 모두에 형성될 수도 있다. Alternatively, the common
한편, 제1 기판(110)과 이격되어 제2 기판(180)이 배치된다. 제2 기판(180)은 투명한 절연물질로 이루어지며 유리나 플라스틱으로 이루어질 수 있다. Meanwhile, the
제2 기판(180) 하부에는 제1 및 제2 컬럼 스페이서(182, 184)가 형성된다. 이때, 제1 컬럼 스페이서(182)는 제2 화소영역(P2)에 위치하고, 제2 컬럼 스페이서(184)는 제3 화소영역(P3)에 위치하며, 제1 화소영역(P1)에는 컬럼 스페이서가 형성되지 않을 수 있다. 제1 및 제2 컬럼 스페이서(182, 184)는 투명 또는 불투명 유기물질로 형성될 수 있다. First and
여기서, 제1 컬럼 스페이서(182)는 셀갭 유지 스페이서이고, 제2 컬럼 스페이서(184)는 눌림 방지 스페이서이며, 제1 컬럼 스페이서(182)의 두께가 제2 컬럼 스페이서(184)의 두께보다 크다. 이때, 제1 컬럼 스페이서(182)와 제2 컬럼 스페이서(184)의 두께 차는 3000 Å 이상인 것이 바람직하며, 일례로, 제1 컬럼 스페이서(182)의 두께는 2.0 ㎛ 내지 2.5 ㎛이고, 제2 컬럼 스페이서(184)의 두께는 1.7 ㎛ 내지 2.2 ㎛일 수 있다. Here, the
제1 컬럼 스페이서(182)는 제2 돌출부(168)에 대응하며, 제2 돌출부(168) 또는 제2 돌출부(168) 상의 막과 접촉한다. 반면, 제2 컬럼 스페이서(184)는 제1 기판(110) 상의 최상층과 이격된다. The
이때, 제2 돌출부(168) 또는 제2 돌출부(168) 상의 막과 접촉하는 제1 컬럼 스페이서(182)의 하면은 가장자리가 제2 돌출부(168)의 상면 내에 놓일 수 있다. 이에 따라, 외력에 의해 제2 기판(180) 및 제1 및 제2 컬럼 스페이서(182, 184)가 이동하더라도 제1 컬럼 스페이서(182)는 제2 돌출부(168)에 의해 지지될 수 있다. At this time, the lower surface of the
이와 달리, 제2 돌출부(168)의 상면은 가장자리가 제1 컬럼 스페이서(182)의 하면 내에 놓일 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.Alternatively, the upper surface of the
제1 및 제2 컬럼 스페이서(182, 184)의 각각은 원, 바(bar) 또는 사각 모양의 평면구조를 가질 수 있으며, 제2 컬럼 스페이서(184)의 최대 폭은 제1 컬럼 스페이서(182)의 최대 폭보다 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 및 제2 컬럼 스페이서(182, 184)는 원 모양의 평면 구조를 가질 수 있으며, 제2 컬럼 스페이서(184)의 지름은 제1 컬럼 스페이서(182)의 지름의 약 2배일 수 있다. 일례로, 제1 컬럼 스페이서(182)의 지름은 약 15 ㎛이고, 제2 컬럼 스페이서(184)의 지름은 약 30 ㎛일 수 있다.Each of the first and
공통전극 접촉부(176)를 포함하는 제1 기판(110)과 제1 및 제2 컬럼 스페이서(182, 184)를 포함하는 제2 기판(180) 사이에는 액정층(190)이 형성된다.A
도시하지 않았지만, 공통전극 접촉부(176) 상부에는 제1 배향막이 형성되고, 제1 및 제2 컬럼 스페이서(182, 184) 하부 또는 상부에는 제2 배향막이 형성되며, 액정층(190)은 제1 및 제2 배향막 사이에 위치한다. 제1 및 제2 배향막은 러빙배향법 또는 광배향법에 의해 표면이 일정한 방향성을 가지며, 액정층(190)의 액정분자는 제1 및 제2 배향막의 배향 방향을 따라 초기 배열된다.Although not shown, a first alignment layer is formed on the common
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제2 돌출부를 위에서 본 3차원 현미경 영상이다.7 is a three-dimensional micrograph image of the second projection according to the embodiment of the present invention viewed from above.
도 7에 도시한 바와 같이, 제2 돌출부(도 6의 168)는 내부에 홀, 즉, 공통 콘택홀(도 6의 1624)을 포함하여 굴뚝 형태를 가지며, 고리 모양의 평면 구조를 수 있다. 이때, 제2 돌출부(도 6의 168)는 실질적으로 사각형의 평면 구조를 가질 수 있다. 이와 달리, 제2 돌출부(도 6의 168)는 원형의 평면 구조를 가질 수도 있다. 또한, 제2 돌출부(도 6의 168)는 일정 간격으로 배치된 다수의 홈을 포함할 수도 있다. As shown in Fig. 7, the second projection (168 in Fig. 6) has a chimney shape including a hole, i.e., a common contact hole (1624 in Fig. 6) therein, and can have an annular planar structure. At this time, the second projection (168 in Fig. 6) may have a substantially rectangular planar structure. Alternatively, the second projection (168 in Fig. 6) may have a circular planar structure. In addition, the second projection (168 in Fig. 6) may include a plurality of grooves arranged at regular intervals.
한편, 제1 돌출부(도 6의 166)도 제2 돌출부(도 6의 168)와 실질적으로 동일한 형태를 가질 수 있다.On the other hand, the first projecting portion (166 in Fig. 6) may have substantially the same shape as the second projecting portion (168 in Fig. 6).
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서는 공통 콘택홀(도 6의 168) 상부에 제1 및 제2 컬럼 스페이서(도 6의 182, 도 6의 184)를 배치한다. 이때, 제1 컬럼 스페이서(도 6의 182)에 대응하여 비교적 두께가 두꺼우며 내부에 공통 콘택홀(도 6의 164)을 포함하는 제2 돌출부(도 6의 168)를 형성하고, 제1 컬럼 스페이서(도 6의 182)를 제2 돌출부(도 6의 168) 또는 제2 돌출부(도 6의 168) 상부의 막과 접촉하도록 한다. 또한, 제2 컬럼 스페이서(도 6의 184)에 대응하여 돌출부를 형성하지 않거나 비교적 두께가 얇은 제1 돌출부(도 6의 166)를 형성한다. Thus, in the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention, the first and second column spacers (182 in FIG. 6 and 184 in FIG. 6) are arranged above the common contact hole (168 in FIG. 6). At this time, a second protrusion (168 in Fig. 6) having a relatively thick thickness corresponding to the first column spacer (182 in Fig. 6) and including a common contact hole (164 in Fig. 6) The spacer (182 in Fig. 6) is brought into contact with the film above the second projection (168 in Fig. 6) or the second projection (168 in Fig. Also, a first protrusion (166 in Fig. 6) is formed which does not form a protrusion corresponding to the second column spacer (184 in Fig. 6) or is relatively thin.
따라서, 제2 돌출부(도 6의 168)의 단차 구조에 의해 제1 기판(도 6의 110) 상의 최상층, 일례로, 오버코트층(도 6의 160)의 상면과 제2 컬럼 스페이서(도 6의 184) 사이에 일정 간격을 확보할 수 있다. 6) by the step structure of the second projection (168 in Fig. 6) and the upper surface of the overcoat layer (160 in Fig. 6) and the
이때, 제1 컬럼 스페이서(도 6의 182)와 제1 기판(도 6의 110) 상의 최상층과의 접촉 면적을 줄여 터치 불량을 방지할 수 있으며, 제1 컬럼 스페이서(도 6의 182)의 배치 밀도를 높여 제2 기판(도 6의 180) 처짐을 막을 수 있다. At this time, it is possible to reduce the contact area between the first column spacer (182 in FIG. 6) and the uppermost layer on the first substrate (110 in FIG. 6) to prevent the touch failure and to arrange the first column spacer The density of the second substrate (180 in Fig. 6) can be prevented from being deflected.
또한, 제1 및 제2 컬럼 스페이서(도 6의 182, 도 6의 184)의 배치 자유도를 높이고, 경계영역의 면적을 줄일 수 있어 개구율을 증가시킬 수 있다.Further, the degree of freedom of arranging the first and second column spacers (182 in FIG. 6 and 184 in FIG. 6) can be increased, the area of the boundary region can be reduced, and the aperture ratio can be increased.
한편, 본 발명의 실시예에서는 제1 및 제2 돌출부(도 6의 166, 도 6의 168)가 공통 콘택홀(도 6의 164)에 대응하여 형성된 구조에 대해 설명하였으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 제1 및 제2 돌출부(도 6의 166, 도 6의 168)는 드레인 콘택홀(도 4의 162)에 대응하여 형성될 수도 있으며, 이 경우 제1 및 제2 컬럼 스페이서(도 6의 182, 도 6의 184)는 드레인 콘택홀(도 4의 162) 상부에 위치할 수도 있다.
In the embodiment of the present invention, the first and second protrusions (166 in FIG. 6 and 168 in FIG. 6) have been described in correspondence with the common contact hole (164 in FIG. 6), but the present invention is not limited thereto. In other words, the first and second protrusions (166 in Fig. 6, 168 in Fig. 6) may be formed corresponding to the drain contact holes (162 in Fig. 4), in which case the first and
이러한 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 대해 도 8a 내지 도 8f와 도 4를 참조하여 상세히 설명한다. A method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 8A to 8F and FIG.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 공정 중 각 단계에서 어레이 기판을 개략적으로 도시한 단면도로, 도 5의 VIA-VI선과 VIB-VIB선 그리고 VIC-VIC선에 대응하는 단면을 도시한다.FIGS. 8A to 8F are cross-sectional views schematically showing an array substrate in each step of a manufacturing process of an array substrate for a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention, in which VIA-VI line, VIB- Sectional view corresponding to the VIC line.
도 8a에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제3 화소영역(P1, P2, P3)이 정의된 투명한 절연 기판(110) 위에 스퍼터링(sputtering) 등의 방법으로 제1 도전성 물질을 증착하여 제1 도전물질층(도시하지 않음)을 형성하고, 마스크를 이용한 사진식각공정을 통해 제1 도전물질층을 선택적으로 패터닝함으로써, 공통 배선(116)을 형성한다. 8A, a first conductive material is deposited on a transparent insulating
이때, 게이트 전극(도 4의 114)과 게이트 배선(도 5의 112)도 함께 형성된다. 게이트 전극(도 4의 114)은 각 화소영역(P1, P2, P3)에 위치하는 게이트 배선(도 5의 112)의 일부일 수 있다. At this time, a gate electrode (114 in Fig. 4) and a gate wiring (112 in Fig. 5) are also formed. The gate electrode (114 in FIG. 4) may be part of the gate wiring (112 in FIG. 5) located in each pixel region P1, P2, and P3.
기판(110)은 유리나 플라스틱으로 이루어질 수 있으며, 제1 도전물질층은 알루미늄(aluminum)이나 몰리브덴(molybdenum), 니켈(nickel), 크롬(chromium), 구리(copper) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있고, 단일 층 또는 다중층 구조일 수 있다. The
다음, 도 8b에 도시한 바와 같이, 공통 배선(116)과 게이트 전극(도 4의 114) 및 게이트 배선(도 5의 112) 상부에 게이트 절연막(120)을 형성한다. 게이트 절연막(120)은 실질적으로 기판(110) 전면에 플라즈마를 이용한 화학기상증착(chemical vapor deposition: CVD) 방법으로 제1 절연물질을 증착함으로써 형성될 수 있다. 이때, 제1 절연물질은 질화 실리콘(SiNx)이나 산화 실리콘(SiO2)의 무기절연물질일 수 있으며, 일례로, 질화 실리콘일 수 있다. Next, as shown in Fig. 8B, a
이어, 게이트 절연막(120) 상부에 제1 반도체물질층(도시하지 않음)과 제2 반도체물질층(도시하지 않음)을 차례로 형성하고, 제2 반도체물질층 상부에 제2 도전물질층(도시하지 않음)을 형성한 후, 마스크를 이용한 사진식각공정을 통해 제2 도전물질층과 제1 및 제2 반도체물질층을 선택적으로 패터닝하여 반도체층(도 4의 122)과, 반도체 패턴(도시하지 않음), 소스 전극(도 4의 134), 드레인 전극(도 4의 136), 그리고 데이터 배선(도 4의 132)을 형성한다. 여기서, 마스크는 광차단부와 광투과부 및 광반투과부를 포함할 수 있다.Next, a first semiconductor material layer (not shown) and a second semiconductor material layer (not shown) are sequentially formed on the
제1 반도체물질층과 제2 반도체물질층은 플라즈마를 이용한 CVD 방법으로 진성 비정질 실리콘과 불순물을 포함하는 비정질 실리콘을 각각 증착함으로써 형성될 수 있고, 제2 도전물질층은 금속과 같은 도전성 물질을 스퍼터링 방법으로 증착함으로써 형성될 수 있다. 제2 도전물질층은 알루미늄(aluminum)이나 몰리브덴(molybdenum), 니켈(nickel), 크롬(chromium), 구리(copper) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층 구조일 수 있다.The first semiconductor material layer and the second semiconductor material layer may be formed by depositing amorphous silicon containing impurity and intrinsic amorphous silicon respectively by a CVD method using plasma and the second conductive material layer may be formed by sputtering a conductive material such as metal For example, by evaporation. The second conductive material layer may include aluminum, molybdenum, nickel, chromium, copper, or an alloy thereof, and may be a single layer or a multilayer structure.
다음, 소스 및 드레인 전극(도 4의 134, 도 4의 136)과 데이터 배선(도 4의 132) 상부에 보호층(140)을 형성한다. 보호층(140)은 실질적으로 기판(110) 전면에 플라즈마를 이용한 CVD 방법으로 제2 절연물질을 증착함으로써 형성될 수 있다. 제2 절연물질은 질화 실리콘(SiNx)이나 산화 실리콘(SiO2)의 무기절연물질일 수 있으며, 일례로, 질화 실리콘일 수 있다.Next, a
이어, 보호층(140) 상부의 실질적으로 기판(110) 전면에 제1 컬러 레지스트를 도포하고 마스크를 이용한 사진식각공정을 통해 패터닝함으로써, 일 화소영역에 제1 컬러필터(도시하지 않음)를 형성하고, 공통 배선(116) 상부에 제1 컬러패턴(156a)을 형성한다. 이때, 제1 컬러패턴(156a)은 소스 및 드레인 전극(도 4의 134, 도 4의 136) 상부에도 형성될 수 있다. 일례로, 제1 컬러 레지스트는 적색 레지스트일 수 있다. Next, a first color resist (not shown) is formed on one pixel region by applying a first color resist to the entire surface of the
여기서, 제1 컬러패턴(156a)은 공통 배선(116)과 드레인 전극(도 4의 136)에 대응하여 제1 홀을 가질 수 있다. Here, the
다음, 도 8c에 도시한 바와 같이, 제1 컬러패턴(156a)과 제1 컬러필터(도시하지 않음) 상부의 실질적으로 기판(110) 전면에 제2 컬러 레지스트를 도포하고 마스크를 이용한 사진식각공정을 통해 패터닝함으로써, 또 다른 화소영역에 제2 컬러필터(도시하지 않음)를 형성하고, 제1 컬러패턴(156a) 상부에는 제2 컬러패턴(156b)을 형성한다. 제1 및 제2 컬러패턴(156a, 156b)은 차광층(156)을 이룬다. 일례로, 제2 컬러 레지스트는 청색 레지스트일 수 있다.Next, as shown in FIG. 8C, a second color resist is applied to the entire surface of the
여기서, 제2 컬러패턴(156b)은 제1 컬러패턴(156a)의 제1 홀에 대응하여 제2 홀을 가질 수 있다. 이때, 제2 컬러패턴(156b)의 제2 홀은 제1 컬러패턴(156a)의 제1 홀 내에 위치할 수 있으며, 제2 컬러패턴(156b)은 제1 홀에 대응하는 제1 컬러패턴(156a)의 측면을 덮을 수 있다. Here, the
이어, 차광층(156)과 제2 컬러필터 상부의 실질적으로 기판(110) 전면에 제3 컬러 레지스트를 도포하고 마스크를 이용한 사진식각공정을 통해 패터닝함으로써, 또 다른 화소영역에 제3 컬러필터를 형성할 수 있다. 제1, 제2, 제3 컬러필터는 컬러필터층(도 4의 152)을 이룬다. 일례로, 제3 컬러 레지스트는 녹색 레지스트일 수 있다.Next, a third color resist is applied to the entire surface of the
여기서, 차광층(156)의 제1 및 제2 컬러패턴(156a, 156b)과 제1, 제2, 제3 컬러필터의 형성 순서는 이에 제한되지 않으며, 달라질 수 있다.Here, the order of forming the first and
다음, 도 8d에 도시한 바와 같이, 차광층(156)과 컬러필터층(도 4의 152) 상부에 감광성 유기물질을 도포하여 감광성 유기막(160a)을 형성한다. 다음, 건조 공정을 수행하여 감광성 유기막(160a)의 용매를 제거할 수 있다. 여기서, 감광성 유기막(160a)은 포토아크릴(photo acryl)일 수 있다.Next, as shown in FIG. 8D, a photosensitive organic material is applied on the
이어, 감광성 유기막(160a) 상부에 노광 마스크(200)를 배치하고, 노광 마스크(200)를 통해 감광성 유기막(160a)을 노광한다. 이때, 노광 마스크(200)는 빛을 차단하는 차단부(A1)와 빛을 투과시키는 투과부(A2) 그리고 빛을 부분적으로 투과시키는 반투과부(A3)를 포함한다. 즉, 반투과부(A3)의 투과도가 투과부(A2)의 투과도보다 낮으며, 반투과부(A3)의 투과도는 약 30% 내지 50%일 수 있다. Next, an
여기서, 감광성 유기막(160a)은 빛에 노출된 부분이 현상 후 남게 되는 음의 감광성을 가질 수 있다. 따라서, 차단부(A1)는 제1 내지 제3 화소영역(P1, P2, P3)의 공통 배선(116) 상부에 대응하고, 투과부(A2)는 제1 및 제2 화소영역(P1, P2)의 차단부(A1)의 양측, 보다 상세하게는 제1 및 제2 화소영역(P1, P2)의 차단부(A1)를 둘러싸도록 위치하며, 반투과부(A3)는 나머지 영역에 대응한다. 이때, 제2 화소영역(P2)의 투과부(A2) 폭이 제1 화소영역(P1)의 투과부(A2) 폭보다 크다. 일례로, 제1 화소영역(P1)의 투과부(A2)의 폭은 3 ㎛ 내지 5 ㎛이고, 제2 화소영역(P2)의 투과부(A2)의 폭은 5 ㎛ 내지 8 ㎛일 수 있다.Here, the photosensitive
이와 달리, 감광성 유기막(160a)은 빛에 노출된 부분이 현상 후 제거되는 양의 감광성을 가질 수도 있으며, 이 경우, 차단부(A1)와 투과부(A2)의 위치는 반대가 된다.Alternatively, the photosensitive
한편, 도시하지 않았지만, 드레인 전극(도 4의 136) 상부에도 차단부(A1)가 위치한다. On the other hand, although not shown, the blocking portion A1 is also located above the drain electrode (136 in Fig. 4).
다음, 도 8e에 도시한 바와 같이, 노광된 감광성 유기막(도 8d의 160a)을 현상하고 경화하여 오버코트층(160)을 형성한다. Next, as shown in Fig. 8E, the exposed photosensitive organic film (160a in Fig. 8D) is developed and cured to form the
여기서, 제1 내지 제3 화소영역(P1, P2, P3)의 각각에는 노광 마스크(도 8d의 200)의 차단부(도 8d의 A1)에 대응하여 공통 콘택홀(164)이 형성된다. 또한, 제1 화소영역(P1)에는 노광 마스크(도 8d의 200)의 투과부(도 8d의 A2)에 대응하여 제1 돌출부(166)가 형성되고, 제2 화소영역(P2)에는 노광 마스크(도 8d의 200)의 투과부(도 8d의 A2)에 대응하여 제2 돌출부(168)가 형성되며, 나머지 영역에는 노광 마스크(도 8d의 200)의 반투과부(도 8d의 A3)에 대응하여 감광성 유기막(도 8d의 160a)보다 낮은 두께의 오버코트층(160)이 형성된다. A
이때, 제1 화소영역(P1)의 공통 콘택홀(164)은 제1 돌출부(166) 내에도 형성되고, 제2 화소영역(P2)의 공통 콘택홀(164)은 제2 돌출부(168) 내에도 형성된다. 따라서, 제1 및 제2 돌출부(166, 168)는 고리 형태의 평면 구조를 가진다. The
한편, 공통 콘택홀(164) 근처의 오버코트층(160)과 제1 및 제2 돌출부(166, 168)는 경화 단계에서 공통 콘택홀(164) 내부로 흘러내려 그 높이가 낮아지는데, 제2 돌출부(168)의 폭이 제1 돌출부(166)의 폭보다 크므로, 제2 돌출부(168)의 흘러내리는 정도가 제1 돌출부(166)에 비해 적어, 제2 돌출부(168)는 제1 돌출부(166)에 비해 큰 두께를 가진다. On the other hand, the
일례로, 제1 및 제2 돌출부(166, 168)을 제외한 오버코트층(160)은 2000 Å 내지 3000 Å의 두께를 가질 수 있다. 또한, 제1 돌출부(166)의 폭은 3 ㎛ 내지 5 ㎛일 수 있고 두께는 500 Å 내지 1000 Å일 수 있으며, 제2 돌출부(168)의 폭은 5 ㎛ 내지 8 ㎛일 수 있고 두께는 2000 Å 내지 4000 Å일 수 있다.For example, the
이어, 오버코트층(160)을 식각 마스크로 이용하여 보호층(140)와 게이트 절연막(120)을 제거한다. 따라서, 공통 콘택홀(164)은 보호층(140) 및 게이트 절연막(120) 내에도 형성되며, 공통 콘택홀(164)을 통해 공통 배선(116)이 노출된다. Next, the
또한, 드레인 전극(도 4의 136)을 노출하는 드레인 콘택홀(도 4의 162)이 제1 내지 제3 화소영역(P1, P2, P3) 각각의 오버코트층(160) 내에 형성되며, 드레인 콘택홀(도 4의 162)은 보호층(140) 내에도 형성된다.4) is formed in the
다음, 도 8f에 도시한 바와 같이, 오버코트층(160) 상부에 스퍼터링 등의 방법으로 제3 도전성 물질을 증착하여 제3 도전물질층(도시하지 않음)을 형성하고, 마스크를 이용한 사진식각공정을 통해 제3 도전물질층을 선택적으로 패터닝함으로써, 공통전극 접촉부(176)를 형성한다. 이때, 공통전극 접촉부(176)는 제1 및 제3 화소영역(P1, P3)에 각각 형성되며, 공통 콘택홀(164)을 통해 공통 배선(116)과 접촉한다. Next, as shown in FIG. 8F, a third conductive material layer (not shown) is deposited on the
또한, 각 화소영역(P1, P2, P3)에는 화소전극(도 4의 172)과 화소전극 연결부(도 4의 173), 공통전극(도 4의 174), 그리고 공통전극 연결부(도 5의 175)가 형성된다.4), a common electrode (174 in FIG. 4), and a common electrode connection (175 in FIG. 5) are formed in the pixel regions P1, P2, and P3, Is formed.
여기서, 제3 도전물질층은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide)와 같은 투명도전물질로 형성될 수 있다. Here, the third conductive material layer may be formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide or indium zinc oxide.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 따르면, 1회의 사진식각공정을 통해 서로 다른 두께를 갖는 제1 및 제2 돌출부(166, 168)을 형성할 수 있으므로, 공정의 증가 없이 어레이 기판 상에 단차 구조를 형성할 수 있다. As described above, according to the method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention, the first and
한편, 앞선 실시예에서는 제1 기판(110) 상부의 제2 돌출부(168)가 내부에 공통 콘택홀(164)을 포함하여 제1 컬럼 스페이서(182)와의 접촉 면적을 줄이는데, 이와 달리, 제1 기판(110) 상부에 홀을 포함하지 않는 돌출부를 형성하고 제1 컬럼 스페이서(182) 내부에 홀을 형성하여 제1 컬럼 스페이서(182)의 접촉 면적을 줄일 수도 있다.
In the above embodiment, the
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 공통 콘택홀이 형성된 영역을 제외하고 앞선 실시예와 동일한 구조를 가지며, 동일 부분에 대한 설명은 간략히 하거나 생략한다. 9 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention. The liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention has the same structure as the previous embodiment except for the region where the common contact hole is formed, and a description of the same portion will be simplified or omitted.
도 9에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제3 화소영역(P1, P2, P3)이 정의된 투명한 제1 기판(210) 위에 공통 배선(216)이 형성된다. 9, a
공통 배선(216) 상부에는 게이트 절연막(220)이 형성되고, 게이트 절연막(220) 상부에는 보호층(240)이 형성된다. A
보호층(240) 상부에는 차광층(256)이 형성된다. 차광층(256)은 제1 컬러패턴(256a)과 제1 컬러패턴(256a) 상부의 제2 컬러패턴(256b)을 포함한다. 일례로, 제1 컬러패턴(256a)은 적 컬러필터와 동일 물질로 이루어지고, 제2 컬러패턴(256b)은 청 컬러필터와 동일 물질로 이루어질 수 있다. A
차광층(256) 상부에는 오버코트층(260)이 형성된다. 오버코트층(260)은 공통배선(216)을 노출하는 공통 콘택홀(264)을 가진다. 이때, 공통 콘택홀(264)은 보호층(240) 및 게이트 절연막(220) 내에도 형성된다. An
여기서, 제1 및 제2 컬러패턴(256a, 256b)의 각각은 공통 콘택홀(264)에 대응하여 홀을 가질 수 있다. 보다 상세하게, 공통 콘택홀(264)은 제1 및 제2 컬러패턴(256a, 256b)의 홀 내에 위치하고, 제2 컬러패턴(256b)의 홀은 제1 컬러패턴(256a)의 홀 내에 위치하며, 제2 컬러패턴(256b)은 제1 컬러패턴(156a)의 측면을 덮을 수 있다. Here, each of the first and
이와 달리, 제1 및 제2 컬러패턴(256a, 256b)의 홀은 생략되고, 제1 및 제2 컬러패턴(256a, 256b) 내에도 공통 콘택홀(264)이 형성될 수 있다. Alternatively, holes of the first and
또한, 오버코트층(260)은 제1 화소영역(P1)의 공통 콘택홀(264)에 대응하여 제1 돌출부(266)을 가질 수 있고, 제2 화소영역(P2)의 공통 콘택홀(264)에 대응하여 제2 돌출부(268)를 가질 수 있으며, 제3 화소영역(P3)의 공통 콘택홀(264)에 대응하여 제3 돌출부(269)를 가질 수 있다. 여기서, 제1 화소영역(P1)의 공통 콘택홀(264)은 제1 돌출부(266) 내에도 형성되고, 제2 화소영역(P2)의 공통 콘택홀(264)은 제2 돌출부(268) 내에도 형성되며, 제3 화소영역(P3)의 공통 콘택홀(264)은 제3 돌출부(269) 내에도 형성된다.The
이와 달리, 오버코트층(260)은 제1 화소영역(P1)의 공통 콘택홀(264)에 대응하여 제3 돌출부(269)를 가질 수도 있고, 돌출부를 가지지 않을 수도 있다. Alternatively, the
제1 내지 제3 돌출부(266, 268, 269)는 오버코트층(260)의 상면으로부터 상방으로 돌출되며, 제3 돌출부(269)의 폭(w13)과 두께는 각각 제1 돌출부(266)의 폭(w11)과 두께보다 크고, 제2 돌출부(268)의 폭(w12)과 두께보다 작다. 일례로, 제1 내지 제3 돌출부(266, 268, 269)를 제외한 오버코트층(260)은 2000 Å 내지 3000 Å의 두께를 가질 수 있다. 또한, 제1 돌출부(266)의 폭(w11)은 3 ㎛ 내지 5 ㎛일 수 있고 두께는 500 Å 내지 1000 Å일 수 있으며, 제2 돌출부(268)의 폭(w12)은 15 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있고 두께는 2.0 ㎛ 내지 3.0 ㎛일 수 있으며, 제3 돌출부(269)의 폭(w13)은 5 ㎛ 내지 8 ㎛일 수 있고 두께는 2000 Å 내지 4000 Å일 수 있다. 그러나, 오버코트층(260)의 두께 그리고 제1 내지 제3 돌출부(266, 268, 269)의 폭과 두께는 이에 제한되지 않는다. The width w13 of the
제1 내지 제3 화소영역(P1, P2, P3) 중 적어도 하나의 오버코트층(260) 상부에는 공통전극 접촉부(276)가 형성되며, 공통전극 접촉부(276)는 공통 콘택홀(264)을 통해 공통 배선(216)과 접촉한다. 이때, 공통전극 접촉부(276)는 제1 화소영역(P1)에만 형성되고, 제2 및 제3 화소영역(P2, P3)에서는 생략될 수 있다. 이에 따라, 제1 화소영역(P1)에서 공통전극 접촉부(276)는 제1 돌출부(266)를 덮을 수 있다. 이와 달리, 공통전극 접촉부(276)는 제3 화소영역(P3)에도 형성될 수 있다. A common
한편, 제1 기판(210)과 이격되어 제2 기판(280)이 배치된다. 제2 기판(280)은 투명한 절연물질로 이루어지며 유리나 플라스틱으로 이루어질 수 있다. Meanwhile, the
제2 기판(280)은 제2 돌출부(268) 또는 제2 돌출부(268) 상의 막과 접촉하고, 제3 돌출부(269) 또는 제3 돌출부(269) 상의 막과는 이격된다. 이때, 제2 돌출부(268)는 셀갭 유지 스페이서의 역할을 하고, 제3 돌출부(269)는 눌림 방지 스페이서의 역할을 한다. The
여기서, 오버코트층(260)은 제3 화소영역(P3)의 공통 콘택홀(264)에 대응하여 돌출부를 가지지 않을 수도 있으며, 이 경우 제3 화소영역(P3)의 제2 기판(280) 하부에는 눌림 방지를 위한 스페이서가 형성될 수 있다. Here, the
공통전극 접촉부(276)를 포함하는 제1 기판(210)과 제2 기판(280) 사이에는 액정층(290)이 형성된다.A
도시하지 않았지만, 공통전극 접촉부(276) 상부에는 제1 배향막이 형성되고, 제2 기판(280) 하부에는 제2 배향막이 형성되며, 액정층(290)은 제1 및 제2 배향막 사이에 위치한다. 제1 및 제2 배향막은 러빙배향법 또는 광배향법에 의해 표면이 일정한 방향성을 가지며, 액정층(290)의 액정분자는 제1 및 제2 배향막의 배향 방향을 따라 초기 배열된다.Although not shown, a first alignment layer is formed on the common
이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판은 도 8a 내지 도 8f의 공정에 따라 제조될 수 있으며, 제1 내지 제3 돌출부(266, 268, 269)는 노광 마스크(도 8d의 200)의 투과부(도 8d의 A2) 폭을 다르게 하여 형성될 수 있다. The array substrate for a liquid crystal display according to another embodiment of the present invention may be manufactured according to the processes of FIGS. 8A to 8F, and the first to
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치에서는 제1 기판(210) 상의 제2 돌출부(268)를 제1 컬럼 스페이서로 이용할 수 있다. 따라서, 제2 기판(280)에 제1 컬럼 스페이서를 형성하는 공정을 생략하여, 공정을 단순화할 수 있다. 이때, 제3 돌출부(269)는 제2 컬럼 스페이서로 이용할 수 있으며, 제3 돌출부(269)를 생략하고 제2 기판(280)의 하부에 눌림 방지를 위한 컬럼 스페이서를 형성할 수도 있다. As described above, in the liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치에서는 제2 기판(280)과 제2 돌출부(268) 또는 제2 돌출부(268) 상의 막과의 접촉 면적을 줄여 터치 불량을 방지할 수 있으며, 제2 돌출부(268)의 배치 밀도를 높여 제2 기판(280) 처짐을 막을 수 있다. In addition, in the liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention, the contact area between the
또한, 제1 컬럼 스페이서의 역할을 하는 제2 돌출부(268)를 공통 콘택홀(164)에 대응하여 형성할 수 있으므로, 경계영역의 면적을 줄일 수 있어 개구율을 증가시킬 수 있다.
In addition, since the
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
110: 기판
112: 게이트 배선
114: 게이트 전극
116: 공통 배선
120: 게이트 절연막
122: 반도체층
132: 데이터 배선
134: 소스 전극
136: 드레인 전극
140: 보호층
152: 컬러필터층
156: 차광층
160: 오버코트층
162: 드레인 콘택홀
164: 공통 콘택홀
166: 제1 돌출부
168: 제2 돌출부
172: 화소전극
173: 화소전극 연결부
174: 공통전극
175: 공통전극 연결부
176: 공통전극 접촉부110: substrate 112: gate wiring
114: gate electrode 116: common wiring
120: gate insulating film 122: semiconductor layer
132: data line 134: source electrode
136: drain electrode 140: protective layer
152: Color filter layer 156: Shading layer
160: Overcoat layer 162: Drain contact hole
164: common contact hole 166: first protrusion
168: second projection 172: pixel electrode
173: pixel electrode connection portion 174: common electrode
175: common electrode connection part 176: common electrode contact part
Claims (17)
상기 기판 상에 이격된 게이트 배선 및 공통 배선과;
상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선과;
상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 연결된 박막 트랜지스터와;
상기 박막 트랜지스터를 덮는 보호층과;
상기 보호층 상부의 상기 화소영역에 위치하는 컬러필터층과;
상기 공통 배선에 대응하여 상기 보호층 상부에 위치하는 차광층과;
상기 컬러필터층 및 상기 차광층 상부에 위치하는 오버코트층과;
상기 오버코트층 상부의 상기 화소영역에 위치하는 화소전극 및 공통전극
을 포함하고,
상기 오버코트층은 상기 공통 배선에 대응하여 제1 돌출부를 가지며, 상기 제1 돌출부는 내부에 홀을 포함하는 어레이 기판.
Claims [1]
A gate wiring and a common wiring on the substrate;
A data line crossing the gate line and defining a pixel region;
A thin film transistor connected to the gate wiring and the data wiring;
A protective layer covering the thin film transistor;
A color filter layer located in the pixel region above the protective layer;
A light shielding layer located above the protective layer in correspondence with the common wiring;
An overcoat layer located above the color filter layer and the light blocking layer;
The pixel electrode and the common electrode located in the pixel region above the overcoat layer,
/ RTI >
Wherein the overcoat layer has a first protrusion corresponding to the common wiring, and the first protrusion includes a hole therein.
상기 오버코트층은 상기 공통 배선 상부에 콘택홀을 가지며, 상기 콘택홀은 상기 제1 돌출부 내에도 형성되는 어레이 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the overcoat layer has a contact hole on the common wiring, and the contact hole is also formed in the first projection.
상기 콘택홀은 상기 공통 배선을 노출하는 어레이 기판.
3. The method of claim 2,
And the contact hole exposes the common wiring.
상기 오버코트층 상부에 상기 공통전극과 연결되는 공통전극 접촉부를 더 포함하고, 상기 공통전극 접촉부는 상기 콘택홀을 통해 상기 공통 배선과 접촉하는 어레이 기판.
The method of claim 3,
And a common electrode contact portion connected to the common electrode on the overcoat layer, wherein the common electrode contact portion contacts the common wiring through the contact hole.
상기 제1 돌출부는 원형이나 다각형 고리 모양의 평면 구조를 가지는 어레이 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the first projection has a circular or polygonal annular planar structure.
상기 제1 돌출부는 일정 간격으로 배치된 다수의 홈을 포함하는 어레이 기판.
6. The method of claim 5,
Wherein the first protrusions include a plurality of grooves arranged at regular intervals.
상기 차광층은 제1 컬러패턴과 상기 제1 컬러패턴 상부의 제2 컬러패턴을 포함하는 어레이 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the light-shielding layer includes a first color pattern and a second color pattern on the first color pattern.
상기 오버코트층은 제1 화소영역에 대응하여 상기 제1 돌출부를 갖고, 제2 화소영역에 대응하여 제2 돌출부를 가지며, 상기 제1 돌출부의 폭과 두께는 상기 제2 돌출부의 폭과 두께보다 큰 어레이 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the overcoat layer has the first protrusion corresponding to the first pixel area and has a second protrusion corresponding to the second pixel area, the width and thickness of the first protrusion being greater than the width and thickness of the second protrusion Array substrate.
상기 오버코트층은 제3 화소영역에 대응하여 제3 돌출부를 갖고, 상기 제3 돌출부의 폭과 두께는 상기 제1 돌출부의 폭과 두께보다 큰 어레이 기판.
9. The method of claim 8,
Wherein the overcoat layer has a third protrusion corresponding to the third pixel region, and the width and the thickness of the third protrusion are larger than the width and thickness of the first protrusion.
상기 어레이 기판과 이격되는 대향 기판과;
상기 어레이 기판과 상기 대향 기판 사이의 액정층
을 포함하고,
상기 대향 기판은 상기 제3 돌출부 또는 상기 제3 돌출부 상의 막과 접촉하는 액정표시장치.
An array substrate according to claim 9;
An opposing substrate spaced apart from the array substrate;
The liquid crystal layer between the array substrate and the counter substrate
/ RTI >
And the counter substrate is in contact with the film on the third projection or the third projection.
상기 어레이 기판과 이격되는 대향 기판과;
상기 어레이 기판과 상기 대향 기판 사이의 액정층과;
상기 대향 기판의 내면에 위치하고 두께가 다른 제1 및 제2 컬럼 스페이서
를 포함하고,
상기 제1 컬럼 스페이서는 상기 제1 돌출부 또는 상기 제1 돌출부 상의 막과 접촉하는 액정표시장치.
An array substrate according to any one of claims 1 to 8;
An opposing substrate spaced apart from the array substrate;
A liquid crystal layer between the array substrate and the counter substrate;
The first and second column spacers, which are located on the inner surface of the counter substrate and have different thicknesses,
Lt; / RTI >
Wherein the first column spacer is in contact with the film on the first projection or the first projection.
상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선을 형성하는 단계와;
상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 연결된 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와;
상기 박막 트랜지스터를 덮는 보호층을 형성하는 단계와;
상기 보호층 상부의 상기 화소영역에 컬러필터층을 형성하는 단계와;
상기 공통 배선에 대응하여 상기 보호층 상부에 차광층을 형성하는 단계와;
상기 컬러필터층 및 상기 차광층 상부에 오버코트층을 형성하는 단계와;
상기 오버코트층 상부의 상기 화소영역에 화소전극 및 공통전극을 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 오버코트층을 형성하는 단계는, 상기 공통 배선에 대응하여 내부에 홀을 가지는 제1 돌출부를 형성하는 단계를 포함하는 어레이 기판의 제조 방법.
Forming a gate wiring and a common wiring on the substrate;
Forming a data line crossing the gate line and defining a pixel region;
Forming a thin film transistor connected to the gate wiring and the data wiring;
Forming a protective layer covering the thin film transistor;
Forming a color filter layer on the pixel region above the protective layer;
Forming a light-shielding layer on the protective layer corresponding to the common wiring;
Forming an overcoat layer on the color filter layer and the light blocking layer;
Forming a pixel electrode and a common electrode in the pixel region above the overcoat layer
Lt; / RTI >
Wherein forming the overcoat layer includes forming a first protrusion having a hole therein corresponding to the common wiring.
상기 오버코트층을 형성하는 단계는,
감광성 유기막을 형성하는 단계와;
상기 감광성 유기막 상부에 차단부와 투과부 및 반투과부를 포함하는 노광 마스크를 배치하는 단계와;
상기 노광 마스크를 통해 상기 감광성 유기막을 노광하는 단계와;
노광된 상기 감광성 유기막을 현상하고 경화하는 단계
를 포함하고,
상기 제1 돌출부는 상기 투과부에 대응하는 어레이 기판의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein forming the overcoat layer comprises:
Forming a photosensitive organic film;
Disposing an exposure mask including blocking portions, transmissive portions and transflective portions on the photosensitive organic film;
Exposing the photosensitive organic film through the exposure mask;
Developing and curing the exposed photosensitive organic film
Lt; / RTI >
Wherein the first protrusion corresponds to the transmissive portion.
상기 오버코트층을 형성하는 단계는, 제1 화소영역에 대응하여 상기 제1 돌출부를 형성하는 단계와, 제2 화소영역에 대응하여 제2 돌출부를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 돌출부의 폭과 두께는 상기 제2 돌출부의 폭과 두께보다 큰 어레이 기판의 제조 방법.
14. The method of claim 13,
Forming the overcoat layer includes forming the first protrusion corresponding to the first pixel region and forming a second protrusion corresponding to the second pixel region, wherein the width of the first protrusion And the thickness is larger than the width and the thickness of the second projecting portion.
상기 제1 돌출부에 대응하는 상기 노광 마스크의 투과부의 폭은 상기 제2 돌출부에 대응하는 상기 노광 마스크의 투과부의 폭보다 큰 어레이 기판의 제조 방법.
15. The method of claim 14,
Wherein the width of the transmissive portion of the exposure mask corresponding to the first projecting portion is larger than the width of the transmissive portion of the exposure mask corresponding to the second projecting portion.
상기 오버코트층을 형성하는 단계는, 제3 화소영역에 대응하여 제3 돌출부를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제3 돌출부의 폭과 두께는 상기 제1 돌출부의 폭과 두께보다 큰 어레이 기판의 제조 방법.
15. The method of claim 14,
Wherein the step of forming the overcoat layer further includes the step of forming a third protrusion corresponding to the third pixel region, wherein the width and thickness of the third protrusion are larger than the width and thickness of the first protrusion, Gt;
상기 제3 돌출부에 대응하는 상기 노광 마스크의 투과부의 폭은 상기 제1 돌출부에 대응하는 상기 노광 마스크의 투과부의 폭보다 큰 어레이 기판의 제조 방법.
17. The method of claim 16,
Wherein the width of the transmissive portion of the exposure mask corresponding to the third projecting portion is larger than the width of the transmissive portion of the exposure mask corresponding to the first projecting portion.
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- 2015-12-31 KR KR1020150191542A patent/KR20170080231A/en not_active Withdrawn
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