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KR20120074913A - Method of fabricating array substrate for bistable chiral splay nematic mode liquid crystal display device - Google Patents

Method of fabricating array substrate for bistable chiral splay nematic mode liquid crystal display device Download PDF

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KR20120074913A
KR20120074913A KR1020100136901A KR20100136901A KR20120074913A KR 20120074913 A KR20120074913 A KR 20120074913A KR 1020100136901 A KR1020100136901 A KR 1020100136901A KR 20100136901 A KR20100136901 A KR 20100136901A KR 20120074913 A KR20120074913 A KR 20120074913A
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KR
South Korea
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forming
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liquid crystal
crystal display
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KR1020100136901A
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Inventor
김동국
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엘지디스플레이 주식회사
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing an array panel for a BSCN(Bistable Chiral Splay Nematic) mode liquid crystal display device is provided to simplify processes by a mask process six or seven times. CONSTITUTION: Gate and data lines(130) and a thin film transistor are formed. A first passivation layer(140) is formed on the thin film transistor. A first electrode(155) is formed on the first passivation layer. A second passivation layer(145) is formed on a frontal side of a substrate on the first electrode. Second and third electrodes(165,168) are formed on the second passivation layer. The second and third electrodes penetrate each pixel area.

Description

비씨에스엔 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법{Method of fabricating array substrate for bistable chiral splay nematic mode liquid crystal display device} Method of fabricating array substrate for bistable chiral splay nematic mode liquid crystal display device

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 메모리 모드와 다이나믹 모드 전환이 가능한 BCSN(bistable chiral splay nematic) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a method of manufacturing an array substrate for a bistable chiral splay nematic (BCSN) liquid crystal display device capable of switching between a memory mode and a dynamic mode.

최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 디스플레이 장치의 필요성이 대두되었고, 이에 따라 평판표시장치(flat panel display)에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 특히 액정표시장치(liquid crystal display)가 해상도, 컬러표시, 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 컴퓨터의 모니터에 활발하게 적용되고 있다.Recently, as the information society has developed rapidly, the necessity of a display device having excellent characteristics such as thinning, light weight, and low power consumption has emerged. Accordingly, development of flat panel displays has been actively conducted. In particular, liquid crystal displays are excellent in resolution, color display, image quality, and the like, and are being actively applied to monitors of notebook computers and desktop computers.

일반적으로 액정표시장치는 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.In general, a liquid crystal display device arranges two substrates on which electrodes are formed so that the surfaces on which the two electrodes are formed face each other, injects a liquid crystal material between the two substrates, and applies a voltage to the two electrodes to generate an electric field. By moving the liquid crystal molecules, the image is expressed by the transmittance of light that varies accordingly.

좀 더 자세히, 일반적인 액정표시장치의 분해사시도인 도 1을 참조하여 그 구조에 대해 설명하면, 도시한 바와 같이, 액정표시장치는 액정층(30)을 사이에 두고 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(20)이 대면 합착된 구성을 갖는데, 이중 하부의 어레이 기판(10)은 투명한 기판(12)의 상면으로 종횡 교차 배열되어 다수의 화소영역(P)을 정의하는 복수개의 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16)을 포함하며, 이들 두 배선(14, 16)의 교차지점에는 박막트랜지스터(T)가 구비되어 각 화소영역(P)에 마련된 화소전극(18)과 일대일 대응 접속되어 있다.In more detail, the structure thereof will be described with reference to FIG. 1, which is an exploded perspective view of a general liquid crystal display. As shown, the liquid crystal display includes an array substrate 10 and a color filter with a liquid crystal layer 30 therebetween. The substrate 20 has a configuration in which the substrates are face-to-face bonded to each other. The array substrate 10 of the lower part of the plurality of gate wirings 14 is vertically and horizontally arranged on the upper surface of the transparent substrate 12 to define a plurality of pixel regions P. And a data line 16, and a thin film transistor T is provided at an intersection point of the two lines 14 and 16 so as to be connected one-to-one with the pixel electrode 18 provided in each pixel region P. FIG.

또한, 상기 어레이 기판(10)과 마주보는 상부의 컬러필터 기판(20)은 투명기판(22)의 배면으로 상기 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16) 그리고 박막트랜지스터(Tr) 등의 비표시영역을 가리도록 각 화소영역(P)을 테두리하는 격자 형상의 블랙매트릭스(25)가 형성되어 있으며, 이들 격자 내부에서 각 화소영역(P)에 대응되게 순차적으로 반복 배열된 적(R), 녹(G), 청(B)색의 컬러필터 패턴(26a, 26b, 26c)을 포함하는 컬러필터층(26)이 형성되어 있으며, 상기 블랙매트릭스(25)와 컬러필터층(26)의 전면에 걸쳐 투명한 공통전극(28)이 구비되어 있다.In addition, the upper color filter substrate 20 facing the array substrate 10 is a rear surface of the transparent substrate 22 and non-display of the gate wiring 14, the data wiring 16, and the thin film transistor Tr. A grid-like black matrix 25 is formed around the pixel region P so as to cover the region, and red (R) and green are sequentially arranged in order to correspond to the pixel region (P) in the grid. A color filter layer 26 including (G) and blue (B) color filter patterns 26a, 26b, and 26c is formed, and is transparent over the entire surface of the black matrix 25 and the color filter layer 26. The common electrode 28 is provided.

그리고, 도면상에 도시되지는 않았지만, 이들 두 기판(10, 20)은 그 사이로 개재된 액정층(30)의 누설을 방지하기 위하여 가장자리 따라 실링제(sealant) 등으로 봉함된 상태에서 각 기판(10, 20)과 액정층(30)의 경계부분에는 액정의 분자배열 방향에 신뢰성을 부여하는 상, 하부 배향막이 개재되며, 각 기판(10, 20)의 외측면에는 그 편광축이 서로 수직한 구조를 갖도록 제 1 및 제 2 편광판이 각각 구비되어 있다. Although not shown in the drawings, each of the two substrates 10 and 20 is sealed with a sealant or the like along the edge to prevent leakage of the liquid crystal layer 30 interposed therebetween. 10 and 20 are interposed between the upper and lower alignment layers that provide reliability in the molecular alignment direction of the liquid crystal at the boundary between the liquid crystal layer 30 and the polarization axes perpendicular to each other on the outer surfaces of the substrates 10 and 20. Each of the first and second polarizing plates is provided.

또한, 어레이 기판(10)의 외측면으로는 백라이트(back-light)가 구비되어 빛을 공급하는 바, 게이트 배선(14)으로 박막트랜지스터(Tr)의 온(on)/오프(off) 신호가 순차적으로 스캔 인가되어 선택된 화소영역(P)의 화소전극(18)에 데이터배선(16)의 화상신호가 전달되면 이들 사이의 수직전계에 의해 그 사이의 액정분자가 구동되고, 이에 따른 빛의 투과율 변화로 여러 가지 화상을 표시할 수 있다In addition, a back-light is provided on the outer surface of the array substrate 10 to supply light, so that the on / off signal of the thin film transistor Tr is supplied to the gate wiring 14. When the image signal of the data wiring 16 is transferred to the pixel electrode 18 of the selected pixel region P by being sequentially scanned and applied, the liquid crystal molecules are driven by the vertical electric field therebetween, and thus the transmittance of light We can display various images by change

이와 같은 액정표시장치에 있어서, 많이 이용되는 액정은 네마틱(nematic)형, 스멕틱(smectic)형, 콜레스테릭(cholesteric)형과 같은 종류가 있으며, 전술한 각 액정 중에서, 배열이 흐트러져 있을 때, 빛을 가장 강하게 산란시키는 성질을 갖고 있는 네마틱형 액정이 가장 많이 사용되고 있다. In such a liquid crystal display device, liquid crystals that are frequently used are of the nematic type, smectic type, and cholesteric type. Among the liquid crystals described above, the arrangement of the liquid crystals may be disturbed. In this case, nematic liquid crystals having the property of scattering the light most are used the most.

액정의 전기/광학적 효과(electro optic effect)는 액정셀의 광학적 성질이 바뀜으로써, 전기적인 광변조가 생기는 현상을 말하며, 이들은 액정분자가 어떠한 배열상태에서 전기장 인가로 다른 배열상태로 바뀌는 것에 기인한다.The electro-optic effect of liquid crystals refers to the phenomenon in which the optical properties of a liquid crystal cell change, resulting in electrical optical modulation, which is caused by the change of liquid crystal molecules from one array state to another by application of an electric field. .

상기 네마틱형 액정을 응용하는 액정표시장치는 상기 네마틱형 액정에 전기장 인가 시 연속적으로 분자배열이 바뀌는 것에 착안하여, 가장 일반적으로 TN모드(twisted nematic mode) 타입과 횡전계 모드(In-plane switching mode) 타입이 주로 사용된다.In the liquid crystal display device applying the nematic liquid crystal, the molecular arrangement is continuously changed when the electric field is applied to the nematic liquid crystal, and thus, the TN mode and the in-plane switching mode are most commonly used. ) Type is mainly used.

상기 TN모드 타입은, 액정의 분자의 장축이 전극면에 평행이 되도록 배향 처리한 각각의 투명전극 상에 90도 각도를 가지도록 패널을 구성하고, 여기에 네마틱형 액정을 개재하면 일측 전극으로부터 타쪽의 전극면을 향하여 분자의 길이 축 방향으로 연속적으로 90도 꼬인 배열 상태를 갖게 되며, 이러한 액정 구조를 이용한 것이다.In the TN mode type, the panel is configured to have an angle of 90 degrees on each of the transparent electrodes oriented so that the major axis of the liquid crystal molecules are parallel to the electrode surface, and the nematic liquid crystal is interposed therebetween from the one electrode. It has an array state twisted 90 degrees continuously in the longitudinal axis direction of the molecule toward the electrode surface of, and uses such a liquid crystal structure.

한편, 횡전계 모드(In-plane switching mode) 타입은 공통전극과 화소전극이 동일한 기판상에 배열하고 횡전계에 의해 액정분자를 회전시킴으로써 TN모드 대비 시야각 특성을 향상시킨 것이다.In the in-plane switching mode, the common electrode and the pixel electrode are arranged on the same substrate, and the viewing angle characteristic is improved compared to the TN mode by rotating the liquid crystal molecules by the transverse electric field.

한편, 최근 급속도로 다양화되는 소비자의 욕구를 충족시키기 위해 다양한 형태의 표시장치를 선보이고 있는 상황이다. 특히, 정보 이용 환경의 고도화 및 휴대화에 힘입어 경량, 박형, 에너지 고효율을 위해 다양한 제품이 선보이고 있다. 이러한 제품은 동영상 시청과 전자책의 기능 등 다양한 기능이 포함되도록 하고 있다.Meanwhile, recently, various types of display devices have been introduced to satisfy rapidly changing consumer demands. In particular, various products are being introduced for light weight, thinness, and energy efficiency due to the advancement and portability of information usage environment. These products are intended to include various functions such as watching video and e-book.

이러한 추세에 맞추어 동영상 시청용의 다이나믹 모드와, 소비전력을 최소화하며 전자 책(e-book)이나 전자 종이(e-paper)의 역할을 하는 메모리 모드를 모두 이용할 수 있도록 하는 즉, 듀얼모드가 가능한 액정표시장치가 필요로 되고 있다. 이에 부응하기 위해 반사형 BCSN(Bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치가 개발되었다.In line with this trend, dual mode is available, allowing both dynamic mode for video viewing and memory mode to minimize power consumption and act as e-book or e-paper. There is a need for a liquid crystal display device. In order to cope with this, reflective chistle splay nematic (BCSN) mode liquid crystal displays have been developed.

이러한 BCSN(Bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치에 있어서, 전력 소비를 최소로 하여 동작하는 메모리 모드는 스플레이 상과 π-트위스트 상의 쌍안정성을 이용하고 있으며, 동영상 등의 시청에 최적화된 다이나믹(dynamic) 모드는 로우밴드(low bend) 상과 하이밴드( high bend) 상 사이의 스위칭을 이용하고 있다. In such a BCSN (Bistable Chiral Splay Nematic) liquid crystal display, the memory mode that operates with the minimum power consumption utilizes bistable stability on the splay and π-twist phases, and is optimized for dynamic viewing of video and the like. Mode uses switching between a low bend phase and a high bend phase.

한편, 이러한 구동을 하는 상기 BCSN(Bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치는 일반적인 투과형 액정표시장치를 제조하는 것 대비 패터닝을 위한 마스크 공정수가 크게 증가하고 있다.On the other hand, the BCSN (bistable chiral splay nematic) liquid crystal display device for driving such a driving is increasing the number of mask processes for patterning compared to manufacturing a conventional transmissive liquid crystal display device.

즉, 종래의 BCSN(Bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치의 어레이 기판의 경우, 게이트 전극/반도체층과 소스 및 드레인 전극/엠보 구조 제1보호층/반사판/평탄화층/제2보호층/판 형태의 제 1 전극/제3보호층/횡전계 구현을 위한 제 2, 3 전극을 형성하기 위해 총 9회의 마스크 공정을 필요로 하고 있다. That is, in the case of the array substrate of the conventional BCSN (Bistable chiral splay nematic) liquid crystal display device, the gate electrode / semiconductor layer and the source and drain electrode / emboss structure first protective layer / reflective plate / planarization layer / second protective layer / plate A total of nine mask processes are required to form the second and third electrodes for implementing the first electrode / third protective layer / lateral electric field.

마스크 공정이라 함을 포토리소그래피 공정을 의미하며 패터닝하기 위한 물질층을 기판 상에 형성한 후, 그 상부에 감광성 특성을 갖는 포토레지스트층의 형성, 빛의 투과영역과 차단영역을 갖는 노광 마스크를 이용한 노광, 노광된 포토레지스트층의 현상, 현상되고 남은 포토레지스트 패턴을 이용한 상기 물질층의 식각, 포토레지스트 패턴의 스트립 등 일련의 복잡한 단위공정을 포함한다.A mask process means a photolithography process, and after forming a material layer for patterning on a substrate, forming a photoresist layer having photosensitive characteristics thereon, and using an exposure mask having a light transmitting region and a blocking region. A series of complex unit processes, such as exposure, development of the exposed photoresist layer, etching of the material layer using the developed photoresist pattern, stripping of the photoresist pattern, and the like.

1회의 마스크 공정을 진행하기 위해서는 각 단위 공정 진행을 위한 단위 공정 장비와 각 단위 공정 진행을 위한 재료를 필요로 하며 나아가 각 단위 공정 장비를 통한 각 공정 진행 시간이 필요로 되고 있다. In order to process a single mask process, a unit process equipment for each unit process and a material for each unit process are required, and each process process time through each unit process equipment is required.

따라서, 이렇게 복잡한 공정을 통해 제조되는 BCSN(Bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치용 어레이 기판은 그 제조 비용 저감 및 생산성 향상을 위해 마스크 공정을 저감시키는 것이 필요로 되고 있다.
Therefore, the array substrate for the BCSN (Bistable Chiral Splay Nematic) liquid crystal display device manufactured through such a complicated process needs to reduce the mask process in order to reduce the manufacturing cost and improve productivity.

따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 마스크 공정 수를 줄여 공정을 단순화하고 제조 시간을 단축시켜 제조 비용을 저감함과 동시에 생산성을 향상시킬 수 있는 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
Accordingly, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a bistable chiral splay nematic (BCSN) mode liquid crystal display which can reduce the number of mask processes, simplify the manufacturing process, reduce the manufacturing time, and improve productivity. It is an object of the present invention to provide a method for producing an array substrate for use.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법은, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 정의된 기판 상의 상기 표시영역에 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 및 데이터 배선과, 상기 화소영역에 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결된 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 박막트랜지스터 위로 상기 표시영역에 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 제 1 콘택홀을 가지며 유기절연물질로서 그 표면이 평탄한 상태를 갖는 제 1 보호층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 보호층 위로 상기 각 화소영역에 상기 제 1 콘택홀을 통해 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하며 반사판의 역할을 하는 판 형태의 제 1 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 전극 위로 상기 기판 전면에 제 2 보호층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 보호층 위로 각 화소영역을 관통하며 서로 나란하게 이격하는 제 2 및 제 3 전극을 형성하는 단계를 포함한다. In order to achieve the above object, a method of manufacturing an array substrate for a bistable chiral splay nematic (BCSN) mode liquid crystal display device according to the present invention includes a display area having a plurality of pixel areas and a substrate having a non-display area defined outside thereof. Forming a gate and data wiring crossing the display area on the display area to define the pixel area, and forming a thin film transistor connected to the gate and data wire in the pixel area; Forming a first protective layer having a first contact hole in the display area over the thin film transistor and exposing a drain electrode of the thin film transistor and having a flat surface as an organic insulating material; Forming a plate-shaped first electrode in contact with the drain electrode of the thin film transistor through the first contact hole in the pixel area over the first passivation layer and serving as a reflector; Forming a second protective layer over the first electrode over the first electrode; Forming second and third electrodes penetrating each pixel region and spaced apart from each other in parallel with each other over the second passivation layer.

이때, 상기 제 1 보호층을 형성하기 이전에 상기 박막트랜지스터 위로 상기 기판 전면에 무기절연물질로 제 3 보호층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 전극을 형성하기 이전에 상기 제 1 보호층 위로 상기 기판 전면에 무기절연물질로 제 4 보호층을 형성하고, 상기 제 4 보호층과 상기 제 3 보호층을 패터닝함으로써 상기 각 화소영역에 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 단계를 포함한다. Forming a third protective layer of an inorganic insulating material on the entire surface of the substrate over the thin film transistor before forming the first protective layer; Before forming the first electrode, a fourth passivation layer is formed on the entire surface of the substrate over the first passivation layer using an inorganic insulating material, and the fourth passivation layer and the third passivation layer are patterned to form the fourth passivation layer. Exposing the drain electrode of the thin film transistor.

또한, 상기 제 1 전극은 반사율이 우수한 금속물질인 알루미늄(Al) 또는 알루미늄합금(AlNd)으로 형성하는 것이 특징이다. In addition, the first electrode may be formed of aluminum (Al) or aluminum alloy (AlNd), which is a metal material having excellent reflectance.

또한, 상기 게이트 및 데이터 배선과 박막트랜지스터를 형성하는 단계는, 상기 각 화소영역의 경계에 일방향으로 연장하는 상기 게이트 배선을 형성하고, 상기 각 화소영역에 상기 게이트 배선과 연결된 상기 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선 및 게이트 전극 위로 전면에 무기절연물질로서 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 위로 상기 게이트 배선과 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 상기 데이터 배선을 형성하고, 상기 게이트 전극에 대응하여 이의 상부에 반도체층과, 상기 반도체층 상부에서 상기 데이터 배선과 연결된 상기 소스 전극과 이와 이격하는 상기 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함한다. The forming of the gate and the data line and the thin film transistor may include forming the gate line extending in one direction at a boundary of each pixel region, and forming the gate electrode connected to the gate line in each pixel region. Steps; Forming a gate insulating film as an inorganic insulating material over the gate wiring and the gate electrode; Forming a data line on the gate insulating layer to cross the gate line to define the pixel area, a semiconductor layer formed thereon to correspond to the gate electrode, and a source electrode connected to the data line above the semiconductor layer; Forming the drain electrode spaced apart therefrom.

이때, 상기 게이트 배선을 형성하는 단계는 상기 표시영역에 각 화소영역을 관통하는 형태의 공통배선과, 상기 비표시영역에 상기 게이트 배선의 일끝단과 연결된 게이트 패드전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 데이터 배선을 형성하는 단계는 상기 비표시영역에 상기 데이터 배선의 일끝단과 연결된 게이트 패드전극을 형성하는 단계를 포함한다. In this case, the forming of the gate wiring may include forming a common wiring having a shape passing through each pixel region in the display area and a gate pad electrode connected to one end of the gate wiring in the non-display area. The forming of the data line may include forming a gate pad electrode connected to one end of the data line in the non-display area.

또한, 상기 제 2 보호층을 형성하는 단계는, 상기 제 2 보호층과 제 1 보호층 및 게이트 절연막을 패터닝하는 단계를 포함함으로써 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 게이트 패드 콘택홀과 상기 데이터 패드 전극을 노출시키는 데이터 패드 콘택홀을 형성하는 것이 특징이다. The forming of the second passivation layer may include patterning the second passivation layer, the first passivation layer, and the gate insulating layer to form a gate pad contact hole and the data pad electrode exposing the gate pad electrode. The data pad contact hole to be exposed is formed.

또한, 상기 제 2 및 제 3 전극을 형성하는 단계는 상기 게이트 패드 콘택홀을 통해 상기 게이트 패드전극과 접촉하는 보조 게이트 패드전극과, 상기 데이터 패드 콘택홀을 통해 상기 데이터 패드전극과 접촉하는 보조 데이터 패드전극을 형성하는 단계를 포함한다. The forming of the second and third electrodes may include an auxiliary gate pad electrode contacting the gate pad electrode through the gate pad contact hole, and auxiliary data contacting the data pad electrode through the data pad contact hole. Forming a pad electrode.

또한, 상기 공통배선은 상기 드레인 전극은 상기 공통배선과 그 끝단이 중첩하도록 형성함으로써 서로 중첩하는 상기 공통배선과 게이트 절연막과 드레인 전극은 스토리지 커패시터를 이루도록 하는 것이 특징이다. The common wiring may be configured such that the drain electrode overlaps the common wiring and its ends so that the common wiring, the gate insulating layer, and the drain electrode overlap each other to form a storage capacitor.

또한, 상기 제 2 및 제 3 전극을 형성하는 단계는 상기 비표시영역에 상기 제 2 전극의 끝단을 연결시키는 제 1 보조배선과, 상기 제 2 전극의 끝단을 연결시키는 제 2 보조배선을 형성하는 단계를 포함한다.
The forming of the second and third electrodes may include forming a first auxiliary line connecting the end of the second electrode and a second auxiliary line connecting the end of the second electrode to the non-display area. Steps.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치용 어레이 기판은 총 7회 또는 6회의 마스크 공정에 의해 제조됨으로써 9회의 마스크 공정을 진행하는 종래의 제조 방법대비 2회 또는 3회의 마스크 공정을 생략할 수 있으므로 공정 단순화 및 이를 통해 단위시간당 생산성을 향상시키는 효과가 있다.As described above, an array substrate for a bistable chiral splay nematic (BCSN) mode liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention is manufactured by a total of seven or six mask processes, and thus, compared with a conventional manufacturing method of performing nine mask processes. Since the mask process may be omitted twice or three times, the process is simplified and thereby the productivity per unit time is improved.

도 1은 일반적인 액정표시장치의 분해사시도.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시예에 따른 BCSN 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 단계별 공정 평면도.
도 3a 내지 3h는 본 발명의 실시예에 따른 BCSN 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 단계별 공정 단면도.
1 is an exploded perspective view of a general liquid crystal display device.
2A to 2F are plan views illustrating manufacturing steps of an array substrate for a BCSN mode liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
3A to 3H are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of an array substrate for a BCSN mode liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 BCSN 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an array substrate for a BCSN mode liquid crystal display according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시예에 따른 BCSN 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 단계별 공정 평면도이며, 도 3a 내지 3h는 본 발명의 실시예에 따른 BCSN 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 단계별 공정 단면도로서 하나의 화소영역과 게이트 및 데이터 패드부에 대한 도면이다. 이때, 설명의 편의를 위해 각 화소영역(P) 내에 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 형성되는 영역을 스위칭 영역(TrA), 스토리지 커패시터(StgC)가 형성되는 영역을 스토리지 영역(StgA)이라 정의한다. 2A to 2F are plan views illustrating manufacturing steps of an array substrate for a BCSN mode liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 3A to 3H illustrate an array substrate for a BCSN mode liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. As a step-by-step process cross-sectional view, one pixel area, a gate, and a data pad part are shown. In this case, for convenience of description, an area in which the thin film transistor Tr as the switching element is formed in each pixel area P is defined as a switching area TrA and an area in which the storage capacitor StgC is formed as a storage area StgA. do.

우선, 도 2a와 도 3a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연기판(101) 상에 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTi) 및 크롬(Cr) 중 하나 또는 둘 이상의 물질을 전면에 증착하여 제 1 금속층(미도시)을 형성한다.First, as shown in FIGS. 2A and 3A, a metal material such as aluminum (Al), aluminum alloy (AlNd), copper (Cu), copper alloy, molybdenum (Mo), or the like may be formed on a transparent insulating substrate 101. One or more materials of molybdenum alloy (MoTi) and chromium (Cr) are deposited on the front surface to form a first metal layer (not shown).

이후, 상기 제 1 금속층(미도시)을 포토레지스트의 도포, 포토 마스크를 이용한 노광, 노광된 포토레지스트의 현상, 상기 제 1 금속층(미도시)의 식각 및 포토레지스트의 스트립(strip) 등의 일련의 단위 공정을 포함하는 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 단일층 또는 다중층 구조를 가지며 제 1 방향으로 연장하는 게이트 배선(103)을 형성하고, 동시에 상기 스위칭 영역(TrA)에 상기 게이트 배선(103)과 연결된 게이트 전극(108)을 형성한다. Thereafter, the first metal layer (not shown) is coated with a photoresist, exposure using a photo mask, development of the exposed photoresist, etching of the first metal layer (not shown), and a strip of photoresist. By patterning by performing a mask process including a unit process of, a gate wiring 103 having a single layer or multilayer structure and extending in a first direction is formed, and at the same time, the gate wiring 103 is formed in the switching region TrA. And a gate electrode 108 connected to the gate electrode 108.

또한, 상기 게이트 배선(103)과 나란하게 연장하는 공통배선(106)을 형성한다. 이때 상기 공통배선(106)은 스토리지 영역(StgA)을 관통하도록 하며, 스토리지 영역(StgA)에 대응하는 부분은 그 폭을 타영역 대비 크게 형성함으로써 제 1 스토리지 전극(109)을 이루도록 한다.In addition, a common wiring 106 extending in parallel with the gate wiring 103 is formed. In this case, the common wiring 106 penetrates through the storage area StgA, and the portion corresponding to the storage area StgA forms a width larger than that of other areas to form the first storage electrode 109.

또한, 상기 게이트 패드부(GPA)에는 상기 게이트 배선(103)과 연결되며 단일층 또는 다중층 구조를 갖는 게이트 패드전극(109)을 형성한다.In addition, a gate pad electrode 109 connected to the gate line 103 and having a single layer or a multilayer structure is formed in the gate pad part GPA.

다음, 도 2b 및 도 도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 배선(103), 게이트 전극(108), 공통배선(106) 및 제 1 스토리지 전극(109)과 게이트 패드전극(109) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 상기 기판(101) 전면에 게이트 절연막(115)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 2B and 3B, an inorganic insulating layer is formed on the gate wiring 103, the gate electrode 108, the common wiring 106, and the first storage electrode 109 and the gate pad electrode 109. A material, for example, silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) is deposited to form a gate insulating film 115 over the substrate 101.

연속하여 상기 게이트 절연막(115) 상부로 순수 비정질 실리콘층(미도시)과 불순물 비정질 실리콘층(미도시)을 형성하고, 상기 불순물 비정질 실리콘층(미도시) 위로 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTi) 및 크롬(Cr) 중 하나 또는 둘 이상의 물질을 전면에 증착하여 제 2 금속층(미도시)을 형성한다. Subsequently, a pure amorphous silicon layer (not shown) and an impurity amorphous silicon layer (not shown) are formed on the gate insulating layer 115, and a metal material such as aluminum (Al) is formed on the impurity amorphous silicon layer (not shown). , Depositing one or more materials of aluminum alloy (AlNd), copper (Cu), copper alloy, molybdenum (Mo), molybdenum alloy (MoTi) and chromium (Cr) to form a second metal layer (not shown) do.

이후, 상기 제 2 금속층(미도시) 위로 포토레지스트층(미도시)을 형성하고 이를 하프톤 노광 또는 회절노광을 실시하고 현상함으로써 제 1 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴(미도시)과 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한다. Thereafter, a photoresist layer (not shown) is formed on the second metal layer (not shown), and the first photoresist pattern (not shown) having the first thickness and the first thickness are formed by performing halftone exposure or diffraction exposure and developing the photoresist layer. A second photoresist pattern (not shown) having a second thickness thinner than one thickness is formed.

이때, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(미도시)은 추후 소스 및 드레인 전극(도 2h의 133, 136)과 데이터 배선(도 3f의 130)과 제 2 스토리지 전극(도 2h의 137) 및 데이터 패드전극(도 2h의 131)이 형성될 부분에 대응하여 형성하고, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(미도시)은 상기 소스 및 드레인 전극(도 2h의 133, 136) 사이의 이격영역에 대응하여 형성한다. In this case, the first photoresist pattern (not shown) may include the source and drain electrodes (133 and 136 of FIG. 2H), the data wiring (130 of FIG. 3F), the second storage electrode (137 of FIG. 2H), and the data pad electrode. 2H is formed to correspond to a portion to be formed, and the second photoresist pattern (not shown) is formed to correspond to a spaced area between the source and drain electrodes 133 and 136 of FIG. 2H.

이후, 상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴(미도시) 외부로 노출된 상기 제 2 금속층(미도시)과 그 하부의 불순물 및 순수 비정질 실리콘층(미도시)을 식각하여 제거함으로써 상기 게이트 절연막(115) 상에 상기 게이트 배선(103)과 교차하며 제 2 방향으로 연장하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(130)을 형성한다. Subsequently, the gate insulating layer may be removed by etching and removing the second metal layer (not shown) and impurities and lower pure silicon layers (not shown) exposed to the outside of the first and second photoresist patterns (not shown). A data line 130 is formed on the 115 to cross the gate line 103 and extend in a second direction to define a plurality of pixel regions P. Referring to FIG.

동시에 상기 스위칭 영역(TrA) 및 스토리지 영역(StgA)에 있어서 상기 데이터 배선(130)과 연결된 소스 드레인 패턴(미도시)과 그 하부로 순차적으로 적층된 불순물 비정질 실리콘 패턴(미도시)과 순수 비정질 실리콘의 액티브층(120a)을 형성한다. At the same time, a source drain pattern (not shown) connected to the data line 130 and an impurity amorphous silicon pattern (not shown) and pure amorphous silicon sequentially stacked below the data region 130 in the switching region TrA and the storage region StgA. The active layer 120a is formed.

또한, 상기 데이터 패드부(GPA)에는 상기 데이터 배선(130)과 연결된 데이터 패드전극(131)을 형성한다. In addition, a data pad electrode 131 connected to the data line 130 is formed in the data pad part GPA.

이때, 데이터 배선(130)과 데이터 패드전극(131) 하부에는 제조 공정 진행 특성 상 상기 게이트 절연막(115)을 기준으로 그 상부에 순수 비정질 실리콘의 제 1 패턴(121a)과 상기 불순물 비정질 실리콘의 제 2 패턴(121b)으로 이루어진 더미패턴(121)이 형성된다. In this case, the first pattern 121a of pure amorphous silicon and the impurity amorphous silicon may be formed on the lower portion of the data line 130 and the data pad electrode 131 based on the gate insulating layer 115 based on the progress of the manufacturing process. A dummy pattern 121 formed of two patterns 121b is formed.

다음, 애싱(ashing)을 진행하여 상기 제 2 두께를 갖는 상기 제 2 포토레지스트 패턴(미도시)을 제거한다. Next, ashing is performed to remove the second photoresist pattern (not shown) having the second thickness.

이후, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(미도시)이 제거됨으로써 새롭게 노출되는 상기 소스 드레인 패턴(미도시)의 중앙부를 식각하여 제거함으로써 상기 스위칭 영역(TrA)에 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)을 형성하고, 동시에 상기 스토리지 영역(StgA)에 상기 드레인 전극(136)과 연결된 제 2 스토리지 전극(137)을 을 형성한다.Subsequently, the source and drain electrodes 133 spaced apart from each other in the switching region TrA by removing the second photoresist pattern (not shown) by etching and removing a central portion of the source drain pattern (not shown) newly exposed. 136 and a second storage electrode 137 connected to the drain electrode 136 are formed in the storage region StgA.

다음, 연속하여 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136) 사이로 노출된 상기 불순물 비정질 실리콘 패턴(미도시)을 건식식각을 진행하여 제거함으로써 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136) 하부로 서로 이격하며 상기 액티브층(120a)을 노출시키는 오믹콘택층(120b)을 형성한다. 이때, 상기 액티브층(120a)과 오믹콘택층(120b)은 반도체층(120)을 이룬다. Subsequently, the impurity amorphous silicon pattern (not shown) exposed between the source and drain electrodes 133 and 136 is continuously removed by dry etching, thereby spaced apart from each other under the source and drain electrodes 133 and 136. An ohmic contact layer 120b exposing the active layer 120a is formed. In this case, the active layer 120a and the ohmic contact layer 120b form the semiconductor layer 120.

이러한 공정에 의해 상기 스위칭 영역(TrA)에 순차 적층된 게이트 전극(108), 게이트 절연막(115), 반도체층(120), 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.In this process, the gate electrode 108, the gate insulating layer 115, the semiconductor layer 120, and the source and drain electrodes 133 and 136 spaced apart from each other are sequentially stacked in the switching region TrA. (Tr).

또한, 상기 스토리지 영역(StgA)에는 상기 드레인 전극(136)이 연장 형성됨으로써 제 2 스토리지 전극(137)을 이루며, 서로 중첩하는 상기 제 1 스토리지 전극(109)과 게이트 절연막(115)과 제 2 스토리지 전극(137)은 스토리지 커패시터를 이룬다.In addition, the drain electrode 136 extends in the storage region StgA to form a second storage electrode 137, and the first storage electrode 109, the gate insulating layer 115, and the second storage overlap each other. The electrode 137 forms a storage capacitor.

이후, 스트립(strip)을 진행하여 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)과 제 2 스토리지 전극(137)과 데이터 배선(130) 및 데이터 패드전극(131) 상부에 남아있는 제 1 포토레지스트 패턴(미도시)을 제거한다. Thereafter, a strip is formed to form a first photoresist pattern remaining on the source and drain electrodes 133 and 136, the second storage electrode 137, the data line 130, and the data pad electrode 131. Not shown).

다음, 도 2c와 도 3c에 도시한 바와같이, 상기 박막트랜지스터(Tr)와 데이터 배선(130)과 스토리지 커패시터(StgC) 및 데이터 패드전극(131) 위로 전면에 무기절연물질 예를들면, 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착함으로써 기판 전면에 제 1 보호층(140)을 형성한다.Next, as illustrated in FIGS. 2C and 3C, an inorganic insulating material, for example, silicon oxide, is formed on the entire surface of the thin film transistor Tr, the data line 130, the storage capacitor StgC, and the data pad electrode 131. The first protective layer 140 is formed on the entire surface of the substrate by depositing (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx).

다음, 도 2c와 도 3d에 도시한 바와같이, 상기 제 1 보호층(140) 위로 유기절연물질 예를들면 벤조사이크롤부텐(BCB) 또는 포토아크릴(photo acryl)를 도포하고 이를 패터닝함으로써 상기 게이트 패드부(GPA) 및 데이터 패드부(DPA)를 포함하는 비표시영역에서는 제거되며 표시영역에 대응해서 그 표면이 평탄한 형태를 갖는 제 2 보호층(145)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 2C and 3D, the gate is formed by applying and patterning an organic insulating material, such as benzocyclobutene (BCB) or photoacryl, on the first protective layer 140. In the non-display area including the pad part GPA and the data pad part DPA, a second protective layer 145 is formed to have a flat surface corresponding to the display area.

이때, 상기 제 2 보호층(145)의 패터닝시 상기 각 화소영역내의 상기 드레인 전극과 연결된 제 2 스토리지 전극(131)의 중앙부에 대응해서는 제거되어 무기절연물질로 이루어진 상기 제 1 보호층(140)을 노출시키는 제 1 콘택홀(146)이 형성되도록 한다.In this case, when the second protective layer 145 is patterned, the first protective layer 140 made of an inorganic insulating material is removed to correspond to a central portion of the second storage electrode 131 connected to the drain electrode in each pixel area. The first contact hole 146 exposing the gap is formed.

다음, 도 2d와 도 3e에 도시한 바와같이, 상기 제 2 보호층(145) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착함으로써 기판(101) 전면에 제 3 보호층(148)을 형성하고, 상기 제 1 콘택홀(146)에 대응하여 이와 그 하부에 위치하는 제 1 보호층(140)을 패터닝함으로써 상기 각 화소영역(P)에 상기 제 2 스토리지 전극(137)을 노출시키는 드레인 콘택홀(149)을 형성한다. Next, as shown in FIGS. 2D and 3E, an inorganic insulating material, for example, silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx), is deposited on the second protective layer 145 to form an entire surface of the substrate 101. The third storage layer 148 is formed, and the second storage electrode is formed in each pixel region P by patterning the first protective layer 140 disposed below and corresponding to the first contact hole 146. A drain contact hole 149 exposing 137 is formed.

이때, 상기 드레인 콘택홀(149)을 상기 제 2 보호층(145)에 구비된 제 1 보호층(140)을 노출시키는 제 1 콘택홀(146)을 관통하는 형태를 이루어지는 것이 특징이다.In this case, the drain contact hole 149 penetrates through the first contact hole 146 exposing the first protective layer 140 provided in the second protective layer 145.

상기 제 1 보호층(140)과 상기 제 3 보호층(148)은 무기절연물질로 이루어짐으로서 건식식각을 통해 연속적으로 제거 가능하므로 상기 제 1 보호층(140)은 별도로 상기 제 2 스토리지 전극(131)을 노출시키는 콘택홀을 형성하지 않은 것이다. Since the first passivation layer 140 and the third passivation layer 148 are made of an inorganic insulating material and can be continuously removed through dry etching, the first passivation layer 140 may be separately formed on the second storage electrode 131. ) Does not form a contact hole to expose.

다음, 도 2e와 도 3f에 도시한 바와같이, 상기 제 3 보호층(148) 위로 제 반사율이 우수한 금속물질 일례로서 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(AlNd)을 증착함으로써 제 3 금속층(미도시)을 형성하고, 이를 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 각 화소영역(P)에 상기 드레인 콘택홀(149)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)과 연결된 상기 제 2 스토리지 전극(137)과 접촉하는 판 형태의 제 1 전극(155)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 2E and 3F, a third metal layer (not shown) is deposited on the third protective layer 148 by depositing aluminum (Al) or aluminum alloy (AlNd) as an example of a metal material having excellent first reflectance. The second storage electrode 137 is connected to the drain electrode 136 of the thin film transistor Tr through the drain contact hole 149 in each pixel region P by patterning the mask process. The first electrode 155 in the form of a plate in contact with the electrode is formed.

이때, 상기 제 1 전극(155)은 반사율이 우수한 금속으로서 표시영역 전면에 각 화소영역(P)에 대응하여 그 가장자리가 상기 게이트 및 데이터 배선(103, 130)과 중첩하도록 형성함으로써 반사판의 역할을 하는 동시에 전극으로서의 역할을 하는 것이 특징이다. In this case, the first electrode 155 is a metal having excellent reflectance, and the edge of the first electrode 155 overlaps the gate and the data lines 103 and 130 to correspond to each pixel area P on the front of the display area. At the same time, it serves as an electrode.

한편, 본 발명의 실시예에 있어서는 제 1, 2, 3 보호층(140, 145, 148)이 형성되고 있음을 일례로 보이고 있지만, 변형예로서 무기절연물질로 이루어진 상기 제 1 및 제 3 보호층(140, 148)은 생략될 수도 있다. 이 경우 패터닝이 요구되는 상기 제 3 보호층(148)이 생략됨으로써 본 발명의 실시예 대비 1회의 마스크 공정을 저감시킬 수 있다. On the other hand, in the embodiment of the present invention is shown as an example that the first, second, third protective layer (140, 145, 148) is formed, as a modification, the first and third protective layer made of an inorganic insulating material 140 and 148 may be omitted. In this case, since the third protective layer 148 requiring patterning is omitted, one time mask process can be reduced compared to the exemplary embodiment of the present invention.

무기절연물질로 이루어진 상기 제 1 보호층(140)은 상기 액티브층(120a)과 접촉하게 되므로 유기절연물질이 상기 액티브층(120a)과 접촉함으로서 발생할 수 있는 채널 오염 및 박막트랜지스터(Tr)의 특성 저하를 방지하기 위해 형성한 것이며, 무기절연물질로 이루어진 상기 제 3 보호층(148)은 유기절연물질과 금속물질간의 접합력 약화의 문제를 해결하기 위해 금속물질로 이루어진 제 1 전극(155)과 유기절연물질로 이루어진 상기 제 2 보호층(145) 사이에 형성한 것이다.Since the first protective layer 140 made of an inorganic insulating material is in contact with the active layer 120a, the characteristics of channel contamination and thin film transistor (Tr) that may occur when the organic insulating material is in contact with the active layer 120a. The third protective layer 148 is formed to prevent degradation, and the third protective layer 148 made of an inorganic insulating material is formed of an organic material and the first electrode 155 made of a metal material to solve the problem of weakening of the bonding strength between the organic insulating material and the metal material. It is formed between the second protective layer 145 made of an insulating material.

다음, 도 2f와 도 3g에 도시한 바와같이, 반사판의 역할을 하는 상기 제 1 전극(155) 위로 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착함으로써 상기 기판(101) 전면에 제 4 보호층(160)을 형성한다. Next, as shown in FIGS. 2F and 3G, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) is deposited on the front surface of the first electrode 155 serving as a reflector. The fourth passivation layer 160 is formed on the entire surface of the substrate 101.

이후, 상기 제 4 보호층(160)과 그 하부에 위치하는 제 3 및 제 1 보호층(148, 140)과 게이트 절연막(115)을 패터닝함으로써 상기 게이트 패드부(GPA)에 있어서는 상기 게이트 패드전극(110)을 노출시키는 게이트 패드 콘택홀(162)을 형성하고, 동시에 데이터 패드부(DPA)에 있어서는 상기 데이터 패드전극(131)을 노출시키는 데이터 패드 콘택홀(164)을 형성한다.Subsequently, the gate pad electrode GPA is formed by patterning the fourth passivation layer 160, the third and first passivation layers 148 and 140 and the gate insulating layer 115 disposed thereunder. A gate pad contact hole 162 exposing the 110 is formed, and at the same time, a data pad contact hole 164 exposing the data pad electrode 131 is formed in the data pad part DPA.

한편, 변형예의 경우, 상기 제 1 및 제 3 보호층(140, 148)이 생략되었으므로 상기 제 4 보호층(160)과 게이트 절연막(115)만을 패터닝함으로써 게이트 패드부(GPA)에 있어 상기 게이트 패드전극(110)을 노출시키는 게이트 패드 콘택홀(162)을 형성하고, 동시에 데이터 패드부(DPA)에 있어서는 상기 데이터 패드전극(131)을 노출시키는 데이터 패드 콘택홀(164)을 형성할 수 있다. In the modified example, since the first and third protective layers 140 and 148 are omitted, only the fourth protective layer 160 and the gate insulating layer 115 are patterned to form the gate pad in the gate pad part GPA. The gate pad contact hole 162 exposing the electrode 110 may be formed, and at the same time, the data pad contact hole 164 exposing the data pad electrode 131 may be formed in the data pad part DPA.

다음, 도 2f와 도 3h에 도시한 바와같이, 상기 제 4 보호층(160) 위로 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 기판 전면에 증착하여 투명 도전성 물질층(미도시)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 2F and 3H, a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) is deposited over the fourth protective layer 160 on the entire surface of the substrate. To form a transparent conductive material layer (not shown).

이후, 상기 투명 도전성 물질층(미도시)을 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 표시영역에 상기 게이트 배선(103)과 나란하게 각 화소영역(P)을 관통하는 형태로 나란하게 배선형태를 갖는 제 2 및 제 3 전극(165, 168)을 형성한다.Subsequently, the transparent conductive material layer (not shown) is patterned by performing a mask process so as to penetrate each pixel region P parallel to the gate wiring 103 in the display area. Second and third electrodes 165 and 168 are formed.

또한, 동시에 게이트 패드부(GPA)에 있어서는 상기 게이트 패드 콘택홀(162)을 통해 상기 게이트 패드전극(110)과 접촉하는 보조 게이트 패드전극(172)을 형성하고, 상기 데이터 패드부(DPA)에 있어서는 상기 데이터 패드 콘택홀(164)을 통해 상기 데이터 패드전극(131)과 접촉하는 보조 데이터 패드전극(174)을 형성한다.At the same time, in the gate pad part GPA, an auxiliary gate pad electrode 172 is formed in contact with the gate pad electrode 110 through the gate pad contact hole 162, and is formed in the data pad part DPA. In this case, the auxiliary data pad electrode 174 is formed to contact the data pad electrode 131 through the data pad contact hole 164.

한편, 도면에 나타나지 않았지만 비표시영역에는 상기 제 2 전극(165)의 끝단을 연결시키는 제 1 보조배선(미도시)을 형성하고, 동시에 상기 제 3 전극(168)의 끝단을 연결시키는 제 2 보조배선(미도시)을 형성함으로써 본 발명의 실시예에 따른 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치용 어레이 기판을 완성한다.Although not shown in the drawing, a second auxiliary line (not shown) connecting the end of the second electrode 165 is formed in the non-display area, and at the same time, the second auxiliary line connecting the end of the third electrode 168. By forming a wiring (not shown), an array substrate for a bistable chiral splay nematic (BCSN) mode liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention is completed.

이때, 상기 화소영역(P)을 관통하는 형태로 형성되는 상기 제 2 및 제 3 전극(165, 168)은 각 화소영역(P)에 1쌍이 형성됨을 일례로 보이고 있지만, 각 화소영역(P)에는 제 2 및 제 3 전극(165, 168)은 일정간격 이격하는 형태로 2쌍, 3쌍 등 다수 쌍으로 형성할 수도 있다.In this case, although the pair of second and third electrodes 165 and 168 formed to penetrate the pixel region P is formed in each pixel region P, the pixel region P may be an example. The second and third electrodes 165 and 168 may be formed in plural pairs such as two pairs, three pairs, and the like in a form of spaced apart from each other at regular intervals.

전술한 실시예와 바와같이 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치용 어레이 기판(101)을 제조하는 경우, 게이트 배선(103) 및 전극(108)/데이터 배선(130)과 소스 및 드레인 전극(133, 136)/유기절연물질로 표시영역에 대응하여 형성된 제 2 보호층(145)/드레인 콘택홀(149)을 갖는 제 3 보호층(148)/반사판의 역할을 하는 제 1 전극(155)/패드 콘택홀(162, 164)을 갖는 제 4 보호층(160)/제 2, 3 전극(165, 168)을 형성하기 위해 총 7 회의 마스크 공정을 진행함으로써 종래의 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법대비 2회의 마스크 공정을 저감시키는 효과가 있으며, 제 1 및 제 3 보호층(140, 148)을 생략하는 변형예의 경우 총 6회의 마스크 공정을 진행함으로써 종래대비 3회의 마스크 공정을 저감시키는 효과가 있다.
In the case of manufacturing the array substrate 101 for the bistable chiral splay nematic (BCSN) mode liquid crystal display device as described above, the gate wiring 103 and the electrode 108 / data wiring 130 and the source and drain electrodes (133, 136) / first electrode 155 serving as a third protective layer 148 / reflector having a second protective layer 145 / drain contact hole 149 formed corresponding to the display area with an organic insulating material Conventional bistable chiral splay nematic by performing a total of seven mask processes to form the fourth passivation layer 160 / second and third electrodes 165 and 168 with the pad contact holes 162 and 164. ) It has the effect of reducing the mask process twice compared to the manufacturing method of the array substrate for a mode liquid crystal display device, and in the case of the modification of omitting the first and third protective layers (140, 148), a total of six mask processes are conventionally performed. In comparison, the mask process is reduced three times.

101 : (BCSN 액정표시장치용 어레이) 기판
108 : 게이트 전극 109 : 제 1 스토리저 전극
110 : 게이트 패드전극 115 : 게이트 절연막
120 : 반도체층 120a : 액티브층
120b : 오믹콘택층 121 : 더미패턴
121a, 121b : 제 1 및 제 2 패턴 130 : 데이터 배선
131 : 데이터 패드전극 133 : 소스 전극
136 : 드레인 전극 137 : 제 2 스토리지 전극
140 : 제 1 보호층 145 : 제 2 보호층
146 : 제 1 콘택홀 148 : 제 3 보호층
149 : 드레인 콘택홀 155 : 제 1 전극
160 : 제 4 보호층 162 : 게이트 패드 콘택홀
164 : 데이터 패드 콘택홀 165 : 제 2 전극
168 : 제 3 전극 172 : 보조 게이트 패드전극
174 : 보조 데이터 패드전극 DPA : 데이터 패드부
GPA : 데이터 패드부 P : 화소영역
StgA : 스토리지 영역 StgC : 스토리지 커패시터
Tr : 박막트랜지스터 TrA : 스위칭 영역
101: (array for BCSN liquid crystal display device) substrate
108: gate electrode 109: first storyr electrode
110: gate pad electrode 115: gate insulating film
120: semiconductor layer 120a: active layer
120b: ohmic contact layer 121: dummy pattern
121a and 121b: first and second patterns 130: data wiring
131: data pad electrode 133: source electrode
136: drain electrode 137: second storage electrode
140: first protective layer 145: second protective layer
146: first contact hole 148: third protective layer
149: drain contact hole 155: first electrode
160: fourth protective layer 162: gate pad contact hole
164: data pad contact hole 165: second electrode
168: third electrode 172: auxiliary gate pad electrode
174: auxiliary data pad electrode DPA: data pad portion
GPA: Data pad portion P: Pixel area
StgA: Storage Area StgC: Storage Capacitor
Tr: Thin Film Transistor TrA: Switching Area

Claims (9)

다수의 화소영역을 갖는 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 정의된 기판 상의 상기 표시영역에 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 및 데이터 배선과, 상기 화소영역에 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결된 박막트랜지스터를 형성하는 단계와;
상기 박막트랜지스터 위로 상기 표시영역에 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 제 1 콘택홀을 가지며 유기절연물질로서 그 표면이 평탄한 상태를 갖는 제 1 보호층을 형성하는 단계와;
상기 제 1 보호층 위로 상기 각 화소영역에 상기 제 1 콘택홀을 통해 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하며 반사판의 역할을 하는 판 형태의 제 1 전극을 형성하는 단계와;
상기 제 1 전극 위로 상기 기판 전면에 제 2 보호층을 형성하는 단계와;
상기 제 2 보호층 위로 각 화소영역을 관통하며 서로 나란하게 이격하는 제 2 및 제 3 전극을 형성하는 단계
를 포함하는 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
A gate and data line defining the pixel area by crossing the display area on a substrate having a plurality of pixel areas and a non-display area defined outside thereof, and connected to the gate and data wires in the pixel area; Forming a thin film transistor;
Forming a first protective layer having a first contact hole in the display area over the thin film transistor and exposing a drain electrode of the thin film transistor and having a flat surface as an organic insulating material;
Forming a plate-shaped first electrode in contact with the drain electrode of the thin film transistor through the first contact hole in the pixel area over the first passivation layer and serving as a reflector;
Forming a second protective layer over the first electrode over the first electrode;
Forming second and third electrodes penetrating through the pixel areas and spaced apart from each other in parallel to the second passivation layer;
Method of manufacturing an array substrate for a bistable chiral splay nematic (BCSN) mode liquid crystal display comprising a.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 보호층을 형성하기 이전에 상기 박막트랜지스터 위로 상기 기판 전면에 무기절연물질로 제 3 보호층을 형성하는 단계와;
상기 제 1 전극을 형성하기 이전에 상기 제 1 보호층 위로 상기 기판 전면에 무기절연물질로 제 4 보호층을 형성하고, 상기 제 4 보호층과 상기 제 3 보호층을 패터닝함으로써 상기 각 화소영역에 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 단계
를 포함하는 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
The method according to claim 1 or 2,
Forming a third protective layer of an inorganic insulating material on the entire surface of the substrate over the thin film transistor before forming the first protective layer;
Before forming the first electrode, a fourth passivation layer is formed on the entire surface of the substrate over the first passivation layer using an inorganic insulating material, and the fourth passivation layer and the third passivation layer are patterned to form the fourth passivation layer. Exposing the drain electrode of the thin film transistor
Method of manufacturing an array substrate for a bistable chiral splay nematic (BCSN) mode liquid crystal display comprising a.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 전극은 반사율이 우수한 금속물질인 알루미늄(Al) 또는 알루미늄합금(AlNd)으로 형성하는 것이 특징인 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The first electrode is a method of manufacturing an array substrate for a bistable chiral splay nematic (BCSN) mode liquid crystal display device characterized in that the first electrode is formed of aluminum (Al) or aluminum alloy (AlNd) which is a metal material with excellent reflectance.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 게이트 및 데이터 배선과 박막트랜지스터를 형성하는 단계는,
상기 각 화소영역의 경계에 일방향으로 연장하는 상기 게이트 배선을 형성하고, 상기 각 화소영역에 상기 게이트 배선과 연결된 상기 게이트 전극을 형성하는 단계와;
상기 게이트 배선 및 게이트 전극 위로 전면에 무기절연물질로서 게이트 절연막을 형성하는 단계와;
상기 게이트 절연막 위로 상기 게이트 배선과 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 상기 데이터 배선을 형성하고, 상기 게이트 전극에 대응하여 이의 상부에 반도체층과, 상기 반도체층 상부에서 상기 데이터 배선과 연결된 상기 소스 전극과 이와 이격하는 상기 드레인 전극을 형성하는 단계
를 포함하는 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
The method according to claim 1 or 2,
Forming the gate and data lines and the thin film transistor,
Forming the gate wiring extending in one direction at a boundary of each pixel region, and forming the gate electrode connected to the gate wiring in each pixel region;
Forming a gate insulating film as an inorganic insulating material over the gate wiring and the gate electrode;
Forming a data line on the gate insulating layer to cross the gate line to define the pixel area, a semiconductor layer formed thereon to correspond to the gate electrode, and a source electrode connected to the data line above the semiconductor layer; Forming the drain electrode spaced apart from the gap
Method of manufacturing an array substrate for a bistable chiral splay nematic (BCSN) mode liquid crystal display comprising a.
제 4 항에 있어서,
상기 게이트 배선을 형성하는 단계는 상기 표시영역에 각 화소영역을 관통하는 형태의 공통배선과, 상기 비표시영역에 상기 게이트 배선의 일끝단과 연결된 게이트 패드전극을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 데이터 배선을 형성하는 단계는 상기 비표시영역에 상기 데이터 배선의 일끝단과 연결된 게이트 패드전극을 형성하는 단계를 포함하는 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
The method of claim 4, wherein
The forming of the gate wiring may include forming a common wiring having a shape passing through each pixel region in the display area, and forming a gate pad electrode connected to one end of the gate wiring in the non-display area.
The forming of the data line may include forming a gate pad electrode connected to one end of the data line in the non-display area, wherein the array substrate for a bistable chiral splay nematic (BCSN) mode liquid crystal display device is formed.
제 5 항에 있어서,
상기 제 2 보호층을 형성하는 단계는, 상기 제 2 보호층과 제 1 보호층 및 게이트 절연막을 패터닝하는 단계를 포함함으로써 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 게이트 패드 콘택홀과 상기 데이터 패드 전극을 노출시키는 데이터 패드 콘택홀을 형성하는 것이 특징인 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
The method of claim 5, wherein
The forming of the second passivation layer may include patterning the second passivation layer, the first passivation layer, and the gate insulating layer to expose the gate pad contact hole and the data pad electrode exposing the gate pad electrode. A method of manufacturing an array substrate for a bistable chiral splay nematic (BCSN) mode liquid crystal display device characterized by forming a data pad contact hole.
제 6 항에 있어서,
상기 제 2 및 제 3 전극을 형성하는 단계는 상기 게이트 패드 콘택홀을 통해 상기 게이트 패드전극과 접촉하는 보조 게이트 패드전극과, 상기 데이터 패드 콘택홀을 통해 상기 데이터 패드전극과 접촉하는 보조 데이터 패드전극을 형성하는 단계를 포함하는 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
The method according to claim 6,
The forming of the second and third electrodes may include an auxiliary gate pad electrode contacting the gate pad electrode through the gate pad contact hole, and an auxiliary data pad electrode contacting the data pad electrode through the data pad contact hole. Method of manufacturing an array substrate for a bistable chiral splay nematic (BCSN) mode liquid crystal display device comprising the step of forming a.
제 5 항에 있어서,
상기 공통배선은 상기 드레인 전극은 상기 공통배선과 그 끝단이 중첩하도록 형성함으로써 서로 중첩하는 상기 공통배선과 게이트 절연막과 드레인 전극은 스토리지 커패시터를 이루도록 하는 것이 특징인 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
The method of claim 5, wherein
The common wiring may include a bistable chiral splay nematic (BCSN) mode liquid crystal display, in which the drain electrode is formed such that the common electrode and the end thereof overlap each other so that the common wiring, the gate insulating layer, and the drain electrode overlap each other to form a storage capacitor. Method of manufacturing an array substrate for an apparatus.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 및 제 3 전극을 형성하는 단계는 상기 비표시영역에 상기 제 2 전극의 끝단을 연결시키는 제 1 보조배선과, 상기 제 2 전극의 끝단을 연결시키는 제 2 보조배선을 형성하는 단계를 포함하는 BCSN(bistable chiral splay nematic) 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The forming of the second and third electrodes may include forming a first auxiliary line connecting the end of the second electrode and a second auxiliary line connecting the end of the second electrode to the non-display area. A method of manufacturing an array substrate for a bistable chiral splay nematic (BCSN) mode liquid crystal display comprising a liquid crystal display.
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