KR100247270B1 - A liquid crystal display having a storage capacitor and manufacturing method thereof - Google Patents

A liquid crystal display having a storage capacitor and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR100247270B1
KR100247270B1 KR1019980002311A KR19980002311A KR100247270B1 KR 100247270 B1 KR100247270 B1 KR 100247270B1 KR 1019980002311 A KR1019980002311 A KR 1019980002311A KR 19980002311 A KR19980002311 A KR 19980002311A KR 100247270 B1 KR100247270 B1 KR 100247270B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
region
electrode
storage
gate
sustain
Prior art date
Application number
KR1019980002311A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR19990066400A (en
Inventor
정병후
배병성
Original Assignee
윤종용
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤종용, 삼성전자주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR1019980002311A priority Critical patent/KR100247270B1/en
Priority to JP37413198A priority patent/JP3973787B2/en
Priority to CN200410062130.4A priority patent/CN100595657C/en
Priority to US09/222,783 priority patent/US6317173B1/en
Priority to CN200810166498.3A priority patent/CN101387802B/en
Priority to CN200410062132.3A priority patent/CN1550838B/en
Priority to CNB981271723A priority patent/CN1173218C/en
Priority to CN200410062131.9A priority patent/CN100595658C/en
Publication of KR19990066400A publication Critical patent/KR19990066400A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100247270B1 publication Critical patent/KR100247270B1/en
Priority to US09/956,145 priority patent/US6549249B2/en
Priority to US10/367,769 priority patent/US6784950B2/en
Priority to US10/367,743 priority patent/US7271857B2/en
Priority to US11/082,983 priority patent/US7227597B2/en
Priority to JP2007103355A priority patent/JP4884281B2/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136213Storage capacitors associated with the pixel electrode
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136227Through-hole connection of the pixel electrode to the active element through an insulation layer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/124Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or layout of the wiring layers specially adapted to the circuit arrangement, e.g. scanning lines in LCD pixel circuits

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

투명한 절연 기판 위에 규소층이 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막이 형성되어 있다. 게이트 절연막 위에는 게이트 전극 및 유지 전극선이 규소층을 일정 길이로 가로지르는데, 유지 전극선의 폭은 규소층의 폭보다 좁고 유지 전극선의 테두리가 규소층의 안쪽으로 들어가게 형성되어 있다. 규소층은 게이트 전극 하부에 도핑되어 있지 않는 채널 영역과 그 양쪽의 도핑된 소스 및 드레인 영역, 드레인 영역과 인접해 있으며 유지 전극 하부에 위치한 도핑된 유지 영역, 유지 영역의 위 테두리 상부 전체에 드레인 영역과 연결된 도핑된 테두리 영역이 위치하고, 아래 테두리 하부 전체에 드레인 영역과 격리되어 있는 도핑된 테두리 영역이 위치한다. 유지 영역에 화상 신호 전압보다 박막 트랜지스터의 문턱 전압 이상 큰 전압을 인가하여 전하 축전층을 형성하여 전극으로서의 역할을 하게 한다. 또한, 드레인 영역의 전하들이 도핑된 테두리 영역으로 먼저 이동한 다음 유지 영역으로 이동하게 하여 유지 영역의 저항을 줄인다.A silicon layer is formed on a transparent insulating substrate, and a gate insulating film is formed thereon. On the gate insulating film, the gate electrode and the storage electrode line cross the silicon layer by a predetermined length. The width of the storage electrode line is narrower than the width of the silicon layer and the edge of the storage electrode line is formed inside the silicon layer. The silicon layer includes a undoped channel region below the gate electrode, doped source and drain regions on both sides thereof, a doped sustain region adjacent to the drain region and located below the sustain electrode, and a drain region over the upper edge of the sustain region. The doped edge region connected to the doped edge region is located, and the doped edge region, which is isolated from the drain region, is located in the entire lower portion of the lower edge. The charge storage layer is formed by applying a voltage greater than or equal to the threshold voltage of the thin film transistor to the storage region to serve as an electrode. In addition, the charges in the drain region are first moved to the doped edge region and then to the holding region to reduce the resistance of the holding region.

Description

유지 축전기를 가지는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법Liquid crystal display device having a storage capacitor and its manufacturing method

본 발명은 유지 축전기를 가지는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device having a storage capacitor and a manufacturing method thereof.

일반적으로, 박막 트랜지스터 액정 표시 장치는 화상 신호를 전달하기 위한 데이터선, 주사 신호를 전달하기 위한 게이트선, 삼단자 스위칭(switching) 소자인 박막 트랜지스터, 액정 축전기, 그리고 유지 축전기를 포함하는데, 유지 축전기의 구조에 따라 독립 배선 방식 또는 전단 게이트 방식 액정 표시 장치로 구분된다. 전자는 유지 축전기 형성을 위해 화소 내에 독립적인 배선을 형성하는 경우이고, 후자는 전단의 게이트선을 이용하는 경우이다.In general, a thin film transistor liquid crystal display device includes a data line for transmitting an image signal, a gate line for transmitting a scan signal, a thin film transistor as a three-terminal switching element, a liquid crystal capacitor, and a storage capacitor. According to the structure of the independent wiring method or the front gate type liquid crystal display device. The former is a case where an independent wiring is formed in a pixel for forming a storage capacitor, and the latter is a case where a gate line of the front end is used.

그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 독립 배선 방식의 액정 표시 장치의 구동 원리 및 종래의 액정 표시 장치의 구조에 대하여 설명한다.Next, a driving principle of an independent wiring type liquid crystal display device and a structure of a conventional liquid crystal display device will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 독립 배선 방식 액정 표시 장치의 등가 회로도이다.1 is an equivalent circuit diagram of a conventional independent wiring type liquid crystal display device.

가로 방향의 다수의 게이트선(G1, G2)과 세로 방향의 다수의 데이터선(D1, D2, D3)이 배열되어 있고, 게이트선(G1, G2)과 데이터선(D1, D2, D3)이 교차하여 화소 영역을 이루며, 화소 영역을 가로지르는 형태로 유지 전극용 배선(COM1, COM2)이 배열되어 있다. 화소 영역 내에는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되어 있는데, 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 단자(g)는 게이트선(G1, G2)과 연결되어 있고, 소스 및 드레인 단자(s, d)는 각각 데이터선(D1, D2, D3) 및 액정 축전기(LC)와 연결되어 있다. 또한 드레인 단자(d)와 유지 전극용 배선(COM1, COM2) 사이에는 유지 축전기(STG)가 연결되어 있으며, 액정 축전기(LC)의 다른 쪽 단자에는 공통 전압(Vcom)이 인가된다.The plurality of gate lines G1 and G2 in the horizontal direction and the plurality of data lines D1, D2 and D3 in the vertical direction are arranged, and the gate lines G1 and G2 and the data lines D1, D2 and D3 are arranged. The storage electrode wirings COM1 and COM2 are arranged so as to cross each other to form a pixel region and to cross the pixel region. A thin film transistor TFT is formed in the pixel region, and the gate terminal g of the thin film transistor TFT is connected to the gate lines G1 and G2, and the source and drain terminals s and d are respectively provided with data. It is connected to the lines D1, D2, and D3 and the liquid crystal capacitor LC. The storage capacitor STG is connected between the drain terminal d and the storage electrode wirings COM1 and COM2, and a common voltage V com is applied to the other terminal of the liquid crystal capacitor LC.

게이트선(G1)을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 단자(g)에 열림 전압이 인가되면 데이터선(D1, D2, D3)의 화상 신호가 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 액정 축전기(LC) 및 유지 축전기(STG) 내로 들어가 액정 축전기(LC) 및 유지 축전기(STG)가 충전되고, 이 충전된 전하는 다음 주기에서 박막 트랜지스터(TFT)에 다시 게이트 열림 전압이 인가될 때까지 유지된다. 일반적으로 게이트 전압이 열림 상태에서 닫힘 상태로 바뀔 때 화소 전압이 다소 하강하는데, 유지 축전기(STG)는 이 변동 정도를 줄이는 역할을 한다.When the open voltage is applied to the gate terminal g of the thin film transistor TFT through the gate line G1, the image signals of the data lines D1, D2, and D3 are transferred to the liquid crystal capacitor LC and the thin film transistor TFT. The liquid crystal capacitor LC and the storage capacitor STG are charged into the storage capacitor STG, and the charged charge is maintained until the gate opening voltage is applied to the thin film transistor TFT again in the next cycle. In general, when the gate voltage changes from the open state to the closed state, the pixel voltage falls slightly, and the sustain capacitor STG serves to reduce this variation.

일반적으로 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터는 비정질 규소층 또는 다결정 규소층을 활성층으로 가지며, 게이트 전극과 활성층의 상대적인 위치에 따라 탑 게이트(top gate) 방식과 버텀 게이트(bottom gate) 방식으로 나눌 수 있다. 다결정 규소 박막 트랜지스터의 경우, 게이트 전극이 반도체층의 상부에 위치하는 탑 게이트(top gate) 방식이 주로 이용된다.In general, a thin film transistor of a liquid crystal display device has an amorphous silicon layer or a polycrystalline silicon layer as an active layer, and may be divided into a top gate method and a bottom gate method according to relative positions of the gate electrode and the active layer. In the case of a polysilicon thin film transistor, a top gate method in which a gate electrode is located above the semiconductor layer is mainly used.

그런데, 종래 기술에 따른 탑 게이트 방식의 다결정 규소 박막 트랜지스터액정 표시 장치의 유지 축전기는 규소층 중 도핑된 유지 영역 및 그 위의 유지 전극, 그리고 그 사이에 놓인 게이트 절연막으로 이루어진다. 또한, 유지 전극, 그 상부에 놓인 화소 전극, 그리고 그 사이에 놓인 층간 절연막 및 보호막으로 이루어진 절연층에 의해 또 다른 유지 축전기가 형성된다. 이때, 층간 절연막과 보호 절연막의 두께가 각각 5,000Å 정도로서 500~3,000Å 두께의 게이트 절연막에 비해 훨씬 두껍기 때문에 화소 전극과 유지 전극 사이에는 상대적으로 작은 값의 유지 용량이 형성되어 유지 축전기로서 큰 역할을 하지 못한다.However, the storage capacitor of the top gate type polysilicon thin film transistor liquid crystal display device according to the related art is composed of a doped storage region of the silicon layer, a storage electrode thereon, and a gate insulating film interposed therebetween. Further, another storage capacitor is formed by an insulating layer composed of the storage electrode, the pixel electrode placed thereon, and the interlayer insulating film and the protective film therebetween. At this time, since the thickness of the interlayer insulating film and the protective insulating film is about 5,000 각각 and much thicker than that of the gate insulating film having a thickness of 500 to 3,000 상대적, a relatively small value of the holding capacitor is formed between the pixel electrode and the sustain electrode, thereby serving as a storage capacitor. can not do.

이러한 구조에서는 유지 전극과 규소층의 유지 영역에 의한 유지 축전기를 형성하기 위해서, 유지 영역이 전극을 역할을 하도록 하기 위한 이온 도핑 공정이 더 필요하다. 즉, 포토 레지스트막을 형성하고 마스크를 이용하여 패터닝한 후 포토 레지스트막이 제거된 부분을 통해 이온을 규소층에 주입하고 확산시키는 공정이 필요하다.In this structure, in order to form the storage capacitor by the storage region of the storage electrode and the silicon layer, an ion doping process is required to cause the storage region to serve as an electrode. That is, a process of forming a photoresist film, patterning it using a mask, and then implanting and diffusing ions into the silicon layer through the portion where the photoresist film is removed is necessary.

본 발명의 과제는 박막 트랜지스터 및 유지 축전기 형성시 사진 식각 공정 및 유지 축전기를 위한 이온 도핑 공정을 제거하여 제조 공정을 단순화하는 것이다.An object of the present invention is to simplify the manufacturing process by eliminating the photolithography process and the ion doping process for the storage capacitor when forming the thin film transistor and the storage capacitor.

본 발명의 또 다른 과제는 유지 용량을 충분히 확보하는 것이다.Another object of the present invention is to secure a sufficient storage capacity.

또한, 본 발명의 또 다른 과제는 유지 축전기의 한 전극이 되는 규소 영역의 유효 저항을 낮추는 것이다.Further, another object of the present invention is to lower the effective resistance of the silicon region serving as one electrode of the storage capacitor.

도 1은 종래의 독립 배선 방식 액정 표시 장치의 회로도이고,1 is a circuit diagram of a conventional independent wiring type liquid crystal display device,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,2 is a layout view of a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention;

도 3은 도 2의 III-III' 선에 대한 단면도이고,3 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of FIG. 2,

도 4는 도 2에서 규소층, 유지선 및 게이트 전극만을 도시한 배치도이고,4 is a layout view illustrating only a silicon layer, a storage line, and a gate electrode in FIG. 2;

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,5 is a layout view of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 6은 도 5의 VI-VI' 선에 대한 단면도이고,6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI 'of FIG. 5,

도 7은 전압 인가시 유지 축전기가 형성되는 원리를 설명하기 위한 도면이고,7 is a view for explaining the principle that the holding capacitor is formed when the voltage is applied,

도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 각 신호 전압의 파형도이고,8 and 9 are waveform diagrams of signal voltages of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention.

도 10은 유지 전압의 크기에 따른 유지 용량의 변화를 나타낸 그래프이고,10 is a graph showing the change of the holding capacitance according to the magnitude of the holding voltage;

도 11은 화소 전극에 인가되는 전압의 충전 특성을 나타낸 그래프이고,11 is a graph showing charging characteristics of a voltage applied to a pixel electrode;

도 12a 내지 도 12j는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 공정 순서에 따라 도시한 단면도이고,12A to 12J are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention according to a process sequence.

도 13은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 등가 회로도이고,13 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal display device according to a first and second embodiment of the present invention.

도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,14 is a layout view of a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention.

도 15는 제2 및 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 전극에 인가되는 전압의 충전 특성을 나타낸 그래프이고,15 is a graph illustrating charging characteristics of voltages applied to pixel electrodes of the liquid crystal display according to the second and third embodiments;

도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 등가 회로도이고,16 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention.

도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,17 is a layout view of a liquid crystal display according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.

도 18은 도 17의 XVIII-XVIII' 선에 대한 단면도이고,FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII ′ of FIG. 17;

도 19는 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,19 is a layout view of a liquid crystal display according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.

도 20은 도 19의 XX-XX' 선에 대한 단면도이고,20 is a cross-sectional view taken along line XX-XX 'of FIG. 19,

도 21은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치의 등가 회로도이고,21 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal display according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.

도 22 및 도 23은 본 발명의 제6 및 제7 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,22 and 23 are layout views of the liquid crystal display according to the sixth and seventh embodiments of the present invention.

도 24는 본 발명의 제8 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,24 is a layout view of a liquid crystal display according to an eighth exemplary embodiment of the present invention.

도 25는 도 24의 XXV-XXV' 선에 대한 단면도이고,25 is a cross-sectional view taken along line XXV-XXV 'of FIG. 24,

도 26은 본 발명의 제9 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,26 is a layout view of a liquid crystal display according to a ninth embodiment of the present invention;

도 27은 도 26의 XXVII-XXVII' 선에 대한 단면도이고,FIG. 27 is a cross sectional view taken along line XXVII-XXVII ′ of FIG. 26;

도 28은 본 발명의 제10 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,28 is a layout view of a liquid crystal display according to a tenth exemplary embodiment of the present invention.

도 29는 도 28의 XXIX-XXIX' 선에 대한 단면도이다.FIG. 29 is a cross-sectional view taken along line XXIX-XXIX 'of FIG. 28.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 규소층은 도핑된 소스 및 드레인 영역, 도핑되지 않은 채널 영역, 도핑된 유지 축전기용 유지 영역 및 테두리 영역을 포함한다. 여기에서 채널 영역은 소스 및 드레인 영역의 사이에 위치하며, 유지 영역은 드레인 영역과 인접하고 채널 영역과는 분리되어 있으며, 테두리 영역은 유지 영역의 테두리에 인접하고 드레인 영역과는 연결되어 있다. 이러한 규소층의 상부에 게이트 절연막이 형성되어 있고, 게이트 절연막 위에는 채널 영역에 해당하는 위치에 게이트 전극이, 유지 영역에 해당하는 위치에 유지 전극이 형성되어 있다. 여기에서 유지 영역, 유지 전극, 그리고 그 사이에 위치하는 게이트 절연막이 유지 축전기를 이루는데, 유지 영역은 도핑되어 있지 않아 그대로는 유지 축전기로서의 역할을 할 수 없으나, 화상 전압의 최대값에 비해 박막 트랜지스터를 온(on) 시키기 위한 임계 전압 이상을 유지 전극에 인가하면 유지 영역의 표면에 전하 축적층이 형성되므로 유지 축전기로 사용할 수 있다. 이때, 테두리 영역이 전하의 이동 경로의 일부가 됨으로써 전하 축적층의 저항이 낮아지는 효과가 있다.The silicon layer of the liquid crystal display according to the present invention for solving this problem includes a doped source and drain region, an undoped channel region, a holding region for the doped storage capacitor and a border region. Here, the channel region is located between the source and drain regions, and the storage region is adjacent to the drain region and separated from the channel region, and the edge region is adjacent to the edge of the storage region and connected to the drain region. A gate insulating film is formed on the silicon layer, and a gate electrode is formed at a position corresponding to the channel region and a storage electrode is formed at a position corresponding to the storage region on the gate insulating film. Here, the storage region, the storage electrode, and the gate insulating film disposed therebetween form a storage capacitor. The storage region is not doped and thus cannot function as a storage capacitor, but is thin film transistors compared to the maximum value of the image voltage. Applying more than a threshold voltage to the sustain electrode to the sustain electrode to form a charge accumulation layer on the surface of the sustain region can be used as a sustain capacitor. At this time, the edge region becomes part of the charge transfer path, thereby reducing the resistance of the charge storage layer.

이러한 액정 표시 장치는 규소층 및 게이트 절연막을 형성하고, 그 위에 게이트 전극 및 유지 전극을 형성한 다음, 게이트 전극 및 유지 전극을 마스크로 하여 규소층을 이온 도핑함으로써 제조할 수 있다.Such a liquid crystal display device can be manufactured by forming a silicon layer and a gate insulating film, forming a gate electrode and a sustain electrode thereon, and ion-dope the silicon layer using the gate electrode and the sustain electrode as a mask.

그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다.Next, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

본 발명의 실시예에서 보여주는 액정 표시 장치들은 액정 축전기의 두 전극, 즉 화소 전극과 공통 전극이 각각 다른 기판에 형성되어 있는 구조를 가지며, 도면 및 설명에서는 화소 전극이 형성되어 있는 쪽 기판을 중심으로 설명한다.The liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention has a structure in which two electrodes of the liquid crystal capacitor, that is, the pixel electrode and the common electrode, are formed on different substrates. Explain.

먼저, 제1 실시예를 통해 유지 용량 전극 하부에 놓인 규소층을 도핑시키지 않은 채 유지 축전기의 역할을 하도록 하는 액정 표시 장치 구조 및 구동 방법에 대해 설명한다.First, a structure and a driving method of a liquid crystal display device to serve as a storage capacitor without doping a silicon layer under the storage capacitor electrode through the first embodiment will be described.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 배치도이고, 도 3은 도 2의 III-III' 선에 대한 단면도이고, 도 4는 유지선과 규소층 및 게이트 전극을 확대하여 나타낸 배치도이다.FIG. 2 is a layout view of a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of FIG. 2, and FIG. 4 is an enlarged view of a holding line, a silicon layer, and a gate electrode. It is a layout view.

도 2 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(100) 위에 다결정 규소층(200)이 가로 방향으로 길게 형성되어 있고, 다결정 규소층(200)이 형성되어 있는 기판(100) 위에는 이산화규소(SiO2)나 질화규소(SiNx)로 이루어진 게이트 절연막(300)이 500~3,000Å의 두께로 전면에 걸쳐 형성되어 있다.2 to 3, the polysilicon layer 200 is elongated in the horizontal direction on the transparent insulating substrate 100, and the silicon dioxide is formed on the substrate 100 on which the polycrystalline silicon layer 200 is formed. A gate insulating film 300 made of (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) is formed over the entire surface with a thickness of 500 to 3,000 Å.

게이트 절연막(300) 위에는 게이트선(400)이 가로 방향으로 형성되어 있고, 그 일부가 세로 방향으로 연장되어 나와 게이트 전극(410)이 되며, 게이트 전극(410)은 규소층(200)의 일부와 중첩된다. 또한 유지선(430)이 게이트선(400)과 평행하게 동일한 층에 동일한 물질로 가로 방향으로 길게 형성되어 있고 규소층(200)과 일부 중첩되는데, 규소층(200)과 중첩되는 부분의 유지선(430)이 유지 전극(420)이 된다.The gate line 400 is formed in the horizontal direction on the gate insulating layer 300, and a part of the gate line 400 extends in the vertical direction to form the gate electrode 410, and the gate electrode 410 is formed with a portion of the silicon layer 200. Overlaps. In addition, the holding line 430 is formed to be formed in the same layer in the same layer and extends in the horizontal direction in parallel with the gate line 400 and partially overlaps the silicon layer 200, and the holding line 430 of the portion overlapping with the silicon layer 200 is provided. ) Becomes the sustain electrode 420.

이때, 도 4에 도시한 바와 같이, 규소층(200)은 폭이 좁은 부분과 폭이 큰 부분으로 나뉘며, 게이트 전극(410)은 폭이 좁은 부분과 중첩되고 게이트 전극(410)을 중심으로 그 왼쪽은 폭이 좁고 오른쪽은 폭이 크다. 유지선(430)은 규소층(200) 중 폭이 큰 부분과 중첩되며, 중첩부 중 L 길이 만큼의 부분에서 상하로 폭이 확장되어 중첩 면적을 크게 하고 있다. 본 실시예에서 확장부에서의 유지선(430)의 폭(W1)은 규소층(200)의 폭(W0)보다 크고, 그 테두리가 규소층(200)의 바깥에 위치하는 구조로 되어 있으며, 확장부의 길이(L)는 폭(W1)보다 길다.In this case, as shown in FIG. 4, the silicon layer 200 is divided into a narrow portion and a large portion, and the gate electrode 410 overlaps the narrow portion and is formed around the gate electrode 410. The left side is narrower and the right side is wider. The holding line 430 overlaps with the large portion of the silicon layer 200, and the width of the holding line 430 extends up and down in the portion of the overlapped portion by the length of L to increase the overlap area. In the present embodiment, the width W 1 of the holding line 430 in the extension part is larger than the width W 0 of the silicon layer 200, and the edge thereof is positioned outside the silicon layer 200. The length L of the extension is longer than the width W 1 .

한편, 규소층(200) 중에서 게이트 전극(410) 및 유지 전극(420)의 하부에 놓인 부분은 도핑되어 있지 않고 그 나머지 부분은 n형 불순물로 도핑되어 있으며, 도핑된 부분은 게이트 전극(410) 및 유지 전극(420)에 의하여 다수의 영역으로 나누어진다. 게이트 전극(410) 하부의 도핑되지 않은 영역은 박막 트랜지스터의 채널이 형성되는 채널 영역(220)이고, 유지 전극(420) 하부의 도핑되지 않은 영역은 유지 전극(420)과 더불어 유지 축전기의 전극 역할을 하는 유지 영역(240)이며, 채널 영역(220) 양쪽의 도핑된 영역은 각각 소스 영역(210) 및 드레인 영역(230)이 되고, 드레인 영역(230)은 유지 영역(240)과 인접한다. 이들 영역 이외에도 규소층(200)과 유지선(430)의 길이 및 폭의 차이 때문에 유지선(430) 바깥에 노출되는 규소층 영역(250, 260)이 생기고, 이들 영역도 도핑되어 있으며 유지 영역(240)에 인접하고 드레인 영역(230)과는 분리되어 있다.Meanwhile, a portion of the silicon layer 200 disposed under the gate electrode 410 and the storage electrode 420 is not doped but the remaining portion is doped with n-type impurities, and the doped portion is the gate electrode 410. And the sustain electrode 420 into a plurality of regions. The undoped region under the gate electrode 410 is a channel region 220 in which a channel of the thin film transistor is formed, and the undoped region under the storage electrode 420 serves as an electrode of the storage capacitor together with the storage electrode 420. The doped regions on both sides of the channel region 220 become the source region 210 and the drain region 230, respectively, and the drain region 230 is adjacent to the sustain region 240. In addition to these regions, silicon layer regions 250 and 260 exposed to the outside of the holding line 430 may be formed due to the difference in length and width of the silicon layer 200 and the holding line 430. Adjacent to and separated from the drain region 230.

게이트선(400), 게이트 전극(410) 및 유지선(430) 등의 게이트 배선 상부에는 층간 절연막(500)이 형성되어 있으며 게이트 절연막(300)과 층간 절연막(500)은 소스 및 드레인 영역(210, 230)을 드러내는 접촉구(C1, C2)를 가지고 있다.An interlayer insulating layer 500 is formed on the gate lines such as the gate line 400, the gate electrode 410, and the storage line 430, and the source and drain regions 210, It has contact holes C1 and C2 exposing 230.

층간 절연막(500) 위에는 데이터선(600)이 세로 방향으로 형성되어 게이트 선(400) 및 유지선(430)과 교차하고 있으며, 데이터선(600)의 일부는 접촉구(C1)를 통하여 소스 영역(210)과 연결된다. 게이트 전극(410)을 중심으로 데이터선(600)의 반대편에는 데이터 배선용 금속 패턴으로 형성되어 있는 드레인 전극(620)이 접촉구(C2)를 통하여 드레인 영역(240)과 연결되어 있다.The data line 600 is vertically formed on the interlayer insulating layer 500 to intersect the gate line 400 and the storage line 430, and a part of the data line 600 is formed through the contact hole C1. 210). On the opposite side of the data line 600 around the gate electrode 410, a drain electrode 620 formed of a metal pattern for data wiring is connected to the drain region 240 through the contact hole C2.

데이터선(600)이 형성되어 있는 층간 절연막(500)은 보호 절연막(700)으로 덮여 있고, 보호 절연막(700)에는 드레인 전극(620)을 드러내는 경유구(C3)가 뚫려 있다. 데이터선(600)과 게이트선(400)이 교차하여 정의되는 화소 영역(PX) 안쪽의 보호 절연막(700) 위에는 ITO(indium-tin-oxide) 투명 화소 전극(800)이 형성되어 경유구(C3)를 통해 드레인 전극(620)과 연결되어 있으며, 유지 전극(420)과 중첩되어 있다.The interlayer insulating film 500 on which the data line 600 is formed is covered with the protective insulating film 700, and the passivation port C3 exposing the drain electrode 620 is formed in the protective insulating film 700. An indium-tin-oxide (ITO) transparent pixel electrode 800 is formed on the passivation insulating layer 700 inside the pixel region PX defined by the intersection of the data line 600 and the gate line 400 to pass through the opening C3. Is connected to the drain electrode 620 and overlaps the storage electrode 420.

한편, 본 실시예에서와는 달리 드레인 영역(230)이 화소 전극(800)과 바로 연결되는 것도 가능하다. 이에 대해서는 도 5 및 도 6을 참고로 하여 설명한다.Meanwhile, unlike the present exemplary embodiment, the drain region 230 may be directly connected to the pixel electrode 800. This will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 6은 도 5의 VI-VI'선에 대한 단면도로서, 드레인 전극(620)을 위한 금속 패턴이 존재하지 않는 구조이다.FIG. 5 is a layout view of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI ′ of FIG. 5, and has no structure for the drain electrode 620. .

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 보호 절연막(700), 층간 절연막(500), 게이트 절연막(300)에 드레인 영역(230)을 드러내는 접촉구(C4)가 뚫려 있으며, 이 접촉구(C4)를 통해 화소 전극(800)이 드레인 영역(230)과 직접 연결되어 있다. 이 점을 제외하면 제1 실시예와 동일한 구조를 가진다.5 and 6, a contact hole C4 exposing the drain region 230 is formed in the protective insulating film 700, the interlayer insulating film 500, and the gate insulating film 300, and the contact hole C4 is formed. The pixel electrode 800 is directly connected to the drain region 230 through. Except for this point, it has the same structure as in the first embodiment.

앞서 설명한 것처럼, 유지 영역(240), 유지 전극(420), 그리고 그 사이에 위치한 게이트 절연막(300)은 유지 축적기를 이루며, 여기에서 유지 영역(240)은 도핑되어 있지 않아 그 자체로는 도체로서의 역할을 할 수 없으므로 유지 축전기의 한 전극으로서 역할을 충분히 할 수 있도록 하기 위하여 아래와 같이 전압을 인가한다.As described above, the storage region 240, the storage electrode 420, and the gate insulating film 300 interposed therebetween form a storage accumulator, where the storage region 240 is not doped and thus, as a conductor itself. Since it cannot play a role, a voltage is applied as follows in order to fully function as an electrode of the holding capacitor.

도 7은 전압 인가시의 유지 축전기가 형성되는 원리를 설명하기 위한 도면으로서, 유지 전극에 가해진 전압(V)이 화상 신호 전압에 비해 박막 트랜지스터의 문턱 전압(Vth) 이상으로 가해졌을 때의 상태를 모식적으로 나타낸 단면도이다.FIG. 7 is a view for explaining the principle of the formation of the storage capacitor when voltage is applied, and shows a state when the voltage V applied to the storage electrode is applied above the threshold voltage Vth of the thin film transistor compared to the image signal voltage. It is sectional drawing shown typically.

게이트 전극(410)에 열림 전압이 인가되면 소스 영역(210)과 드레인 영역(230) 사이에 위치하는 채널 영역(220)에 전자가 이동할 수 있는 채널(channel)이 생기고, 이 채널을 통해 소스 영역(210)으로부터의 화상 신호 전압이 데이터선(600) 및 드레인 영역(230)을 거쳐 화소 전극(800)으로 인가된다.When the open voltage is applied to the gate electrode 410, a channel through which electrons can move is formed in the channel region 220 positioned between the source region 210 and the drain region 230, and through this channel, a source region is provided. The image signal voltage from 210 is applied to the pixel electrode 800 via the data line 600 and the drain region 230.

이때, 화상 신호 전압의 최고값에 비해 박막 트랜지스터의 문턱 전압 Vth이상의 값을 갖는 전압(Vst)을 유지 전극(420)에 인가하면, 유지 전극(420)이 통상의 전계 효과 트랜지스터에서의 게이트 전극의 역할을 하여 드레인 영역(230)과 인접해 있는 도핑되지 않은 유지 영역(240)의 상층부에 전하 축적층(241)이 형성된다. 이렇게 형성된 전하 축적층(241)은 도전층이므로 유지 전극의 역할을 할 수 있다.At this time, when the voltage V st having a value equal to or higher than the threshold voltage V th of the thin film transistor relative to the maximum value of the image signal voltage is applied to the sustain electrode 420, the sustain electrode 420 is gated in the conventional field effect transistor. The charge accumulation layer 241 is formed on the upper layer of the undoped storage region 240 adjacent to the drain region 230 and serving as an electrode. The charge accumulation layer 241 formed as described above is a conductive layer and thus may serve as a sustain electrode.

유지 전극(420)에 인가되는 전압 파형의 예가 도 8 및 도 9에 도시되어 있다. 도 8 및 도9는 공통 전압, 게이트 전압, 화상 전압, 유지 전압의 파형도로서, 게이트 전압(Vg) 및 화상 전압(Vvideo)은 각각 하나의 게이트선 및 데이터선에 인가되는 신호 전압이고, 공통 전압(Vcom)은 공통 전극에 인가되는 신호 전압이며, 유지 전압(Vst)은 유지선 또는 유지 전극에 인가되는 전압이다.Examples of voltage waveforms applied to sustain electrode 420 are shown in FIGS. 8 and 9. 8 and 9 are waveform diagrams of a common voltage, a gate voltage, an image voltage, and a sustain voltage, wherein the gate voltage V g and the image voltage V video are signal voltages applied to one gate line and one data line, respectively. , The common voltage V com is a signal voltage applied to the common electrode, and the sustain voltage V st is a voltage applied to the sustain line or the sustain electrode.

게이트 열림 신호는 각 게이트선에 차례로 인가되며, 어떤 게이트선에 열림 신호가 인가될 때 그 게이트선과 연결되어 있는 화소의 화상 신호가 각 데이터선을 통하여 인가된다. 이 화상 신호는 열려진 박막 트랜지스터를 통하여 해당 화소의 액정 축전기에 인가된다. 이러한 방법으로 모든 화소에 화상 신호가 인가되면, 다시 각 게이트선에 차례로 게이트 열림 신호가 인가되고 앞에서 설명한 동작을 반복한다. 단, 이때 화상 신호는 공통 전압에 대하여 직전의 화상 신호와는 반대 극성, 즉 반전된 값을 가진다.The gate open signal is applied to each gate line in turn, and when an open signal is applied to a gate line, an image signal of a pixel connected to the gate line is applied through each data line. This image signal is applied to the liquid crystal capacitor of the pixel through the opened thin film transistor. When the image signals are applied to all the pixels in this way, the gate open signal is applied to each gate line in turn, and the above-described operation is repeated. However, at this time, the image signal has a polarity opposite to that of the previous image signal with respect to the common voltage, that is, an inverted value.

따라서, 도 8 및 도 9에서, 하나의 게이트선에 인가되는 게이트 전압(Vg)은 일정한 주기로 펄스 형태의 열림 전압이 인가되는 형태의 파형을 나타내며, 화상 전압(Vvideo)은 일정한 주기로 공통 전압(Vcom)에 대하여 반전되는 형태의 파형을 나타낸다.Therefore, in FIGS. 8 and 9, the gate voltage V g applied to one gate line represents a waveform in which an opening voltage in the form of a pulse is applied at a constant cycle, and the image voltage V video is a common voltage at a constant cycle. The waveform of the form inverted with respect to (V com ) is shown.

한편, 공통 전압(Vcom)은 도 8에서처럼 일정한 크기를 계속 유지하는 직류이거나, 도 9에서처럼 게이트 전압(Vg)의 주기와 동일한 주기로 낮은 값과 높은 값을 반복하는 교류의 형태를 가질 수 있으며, 이러한 공통 전압(Vcom)의 형태에 따라 유지 전압(Vst)의 파형도 변화시킬 수 있다. 즉, 도 8에서와 같이 공통 전압(Vcom)이 직류이면 유지 전압(Vst)도 직류로 하고, 도 9에서와 같이 공통 전압(Vcom)이 교류이면 유지 전압(Vst)도 교류로 할 수 있다. 후자의 경우에는 공통 전압(Vcom)이 높은 값을 가지면 유지 전압(Vst)도 높은 값을, 반대로 공통 전압(Vcom)이 낮은 값을 가지면 유지 전압(Vst)도 낮은 값을 가지도록 하는 것이 바람직하다.On the other hand, the common voltage (V com ) may be a direct current that maintains a constant magnitude as shown in FIG. 8, or may have the form of alternating current repeating low and high values at the same period as the period of the gate voltage (V g ) as shown in FIG. 9. In addition, the waveform of the sustain voltage V st may be changed according to the shape of the common voltage V com . That is, as shown in FIG. 8, when the common voltage V com is a direct current, the sustain voltage V st is also a direct current. As shown in FIG. 9, when the common voltage V com is an alternating current, the sustain voltage V st is also an alternating current. can do. In the latter case, if the common voltage (V com ) has a high value, the holding voltage (V st ) has a high value. On the contrary, if the common voltage (V com ) has a low value, the holding voltage (V st ) has a low value. It is desirable to.

도 8 및 도 9에 나타난 두 경우 모두, 유지 전극(420)에 인가되는 유지 전압(Vst)의 최소값은 화상 전압(Vds)의 최대값보다 문턱 전압(Vth) 이상이어야 한다.In both cases shown in FIGS. 8 and 9, the minimum value of the sustain voltage V st applied to the sustain electrode 420 should be greater than or equal to the threshold voltage V th than the maximum value of the image voltage V ds .

도 10은 유지 전압(Vst)의 크기에 따른 유지 용량(Cst)의 변화를 보여주는 그래프로서, 화상 전압(Vvideo)을 각각 0V 로 하고 유지 전압(Vst)을 변화시켰을 때 유지 용량(Cst) 값의 변화를 나타내고 있다.FIG. 10 is a graph showing the change of the holding capacitor C st according to the size of the holding voltage V st . When the image voltage V video is 0 V and the holding voltage V st is changed, C st ) shows the change in value.

화상 전압(Vvideo)이 0V인 경우, 유지 전압(Vst)의 값이 박막 트랜지스터의 문턱 전압(Vth)인 약 3.5 V 이상이 되면 약 575 Farad의 유지 용량이 생기며 이는 일반적인 전도성 전극을 사용한 경우와 동일한 정도의 유지 용량 값이다. 또한, 화상 전압(Vvideo)이 각각 5V, 10V 로 변할 경우 "화상 전압+Vth" 만큼을 유지 전압(Vst)으로 인가하면 575F를 얻을 수 있다.When the image voltage (V video ) is 0V, when the value of the holding voltage (V st ) is about 3.5 V or more, which is the threshold voltage (V th ) of the thin film transistor, a holding capacity of about 575 Farad is generated. It is the same value as the retention capacity. In addition, when the image voltage V video is changed to 5V and 10V, respectively, 575F can be obtained by applying "image voltage + V th " as the sustain voltage V st .

도 11은 화상 전압(Vpixel)의 최대값이 10 V이고 박막 트랜지스터의 문턱 전압이 3.5V인 경우, 유지 전압(Vst)이 각각 10V, 14V일 때의 화소의 충전 특성을 보여주는 그래프로서, 게이트 열림 전압이 인가되면(T1) 충전되기 시작하여 최대값에 도달하고 게이트 닫힘 전압이 인가되면(T2) 충전 전압이 순간적으로 약간 감소하는 곡선을 보여주고 있으며, 이때 전압 강하분을 통상 피드 스루(feed through) 전압이라 한다.FIG. 11 is a graph illustrating charging characteristics of a pixel when the sustain voltage V st is 10 V and 14 V, respectively, when the maximum value of the image voltage V pixel is 10 V and the threshold voltage of the thin film transistor is 3.5 V. FIG. When the gate open voltage is applied (T 1 ), it starts to charge and reaches its maximum value, and when the gate close voltage is applied (T 2 ), the charging voltage is momentarily decreased slightly. This is called the feed through voltage.

유지 전극(420)에 인가되는 유지 전압(Vst)이 10V인 경우, 14V인 경우에 비하여 화소에 최대 전압 10V가 빠르게 충전되지만, 게이트 전압(Vg)이 오프(off)가 되면 14V인 경우에 내려가는 전압 강하폭(ΔV1)보다 전압 강하폭(ΔV2)이 크다.When the sustain voltage V st applied to the sustain electrode 420 is 10V, the maximum voltage 10V is charged to the pixel faster than the case of 14V, but when the gate voltage V g is turned off, the voltage is 14V. The voltage drop width ΔV2 is greater than the voltage drop width ΔV1 going down to.

이 결과를 보면, 유지 전압이 14V인 경우, 즉 화상 전압의 최대값보다 문턱 전압 이상 큰 유지 전압이 인가되는 경우에는 유지 용량이 발생하여 충전 시간이 지연되고 킥 백 전압이 감소함을 알 수 있다.This result shows that when the sustain voltage is 14 V, that is, when a sustain voltage greater than or equal to the maximum value of the image voltage is applied, a sustain capacity is generated, the charging time is delayed, and the kickback voltage is reduced. .

이처럼, 유지 전극(420)에 적절한 전압을 인가함으로써 도핑되지 않은 유지 영역(240)을 유지 축전기의 한 전극으로 사용할 수 있으므로 유지 영역(240)을 도핑하기 위한 공정이 따로 필요없다.As such, since the undoped holding region 240 can be used as one electrode of the storage capacitor by applying an appropriate voltage to the storage electrode 420, a process for doping the storage region 240 is not necessary.

그러면, 제1 및 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 도 2 내지 도 6 및 도 12a 내지 도 12j를 참고로 하여 설명한다.Next, a method of manufacturing the liquid crystal display device according to the first and second embodiments will be described with reference to FIGS. 2 to 6 and 12A to 12J.

투명한 절연 기판(100) 위에 다결정 규소층(200)을 형성한다. 이때, 규소층(200)의 결정성을 증대시키기 위해 열처리나 레이저 어닐링(laser annealing)을 실시할 수도 있다(도 12a 참조).The polysilicon layer 200 is formed on the transparent insulating substrate 100. At this time, heat treatment or laser annealing may be performed to increase the crystallinity of the silicon layer 200 (see FIG. 12A).

이산화규소(SiN2)나 질화규소를 500~3,000Å 두께로 증착하여 게이트 절연막(300)을 형성한다(도 12b 참조).Silicon dioxide (SiN 2 ) or silicon nitride is deposited to a thickness of 500 to 3,000 Å to form a gate insulating film 300 (see FIG. 12B).

게이트 배선용 전도성 물질을 증착한 후 패터닝하여 게이트선(400, 410) 및 유지 전극선(420, 430) 등의 게이트 배선을 형성한다. 앞서 설명한 바와 같이, 게이트선(400)의 분지인 게이트 전극(410)과 유지 전극선(430)의 일부인 유지 전극(420)은 규소층(200)의 상부에 위치한다(도 12c 참조).After the conductive material for the gate wiring is deposited, patterning is performed to form gate wiring such as the gate lines 400 and 410 and the storage electrode lines 420 and 430. As described above, the gate electrode 410, which is a branch of the gate line 400, and the storage electrode 420, which is part of the storage electrode line 430, are positioned on the silicon layer 200 (see FIG. 12C).

게이트 배선(400, 410, 420, 430)을 마스크로 하여 규소층(20)에 이온을 주입하고 확산하여 소스 및 드레인 영역(210, 230)을 형성한다. 이때, 게이트 전극(410) 및 유지 전극(420)의 하부는 도핑되지 않아 각각 채널 영역(220)과 유지 영역(240)을 이루는데, 유지 영역(240)은 드레인 영역(230)과 인접한다. 또한, 앞서 설명한 것처럼 유지 영역(240)과 인접하며, 드레인 영역(230)과 격리된 도핑 영역(250, 260)도 생긴다(도 12d 참조).Source and drain regions 210 and 230 are formed by implanting and diffusing ions into the silicon layer 20 using the gate wirings 400, 410, 420, and 430 as masks. In this case, the lower portions of the gate electrode 410 and the storage electrode 420 are not doped to form the channel region 220 and the storage region 240, respectively, and the storage region 240 is adjacent to the drain region 230. In addition, as described above, doped regions 250 and 260 adjacent to the storage region 240 and isolated from the drain region 230 are also formed (see FIG. 12D).

그 위에 층간 절연막(500)을 형성함으로써 게이트선(400), 게이트 전극(410) 및 유지선(430)과 나중에 형성할 데이터선 및 드레인 전극 사이를 절연시킨다(도 12e 참조).The interlayer insulating film 500 is formed thereon to insulate the gate line 400, the gate electrode 410 and the sustain line 430 from the data line and drain electrode to be formed later (see FIG. 12E).

그 후, 규소층(200)의 소스 및 드레인 영역(210, 230) 상부의 게이트 절연막(300)과 층간 절연막(500)을 제거함으로써, 접촉구(C1, C2)를 형성한다. 단, 제2 실시예의 구조에서는 이 단계에서 접촉구(C2)를 형성할 필요가 없다(도 12f 참조).Thereafter, the contact holes C1 and C2 are formed by removing the gate insulating film 300 and the interlayer insulating film 500 on the source and drain regions 210 and 230 of the silicon layer 200. However, in the structure of the second embodiment, it is not necessary to form the contact hole C2 at this stage (see Fig. 12F).

크롬(Cr) 또는 몰리브덴(Mo)과 같은 데이터 배선용 금속을 증착하고 패터닝하여, 데이터선(600) 및 드레인 전극(620)을 형성한다. 이때, 데이터선(600)의 일부 및 드레인 전극(620)은 접촉구(C1, C2)를 통해 소스 및 드레인 영역(210, 230)과 각각 연결된다. 단, 제2 실시예의 구조에서는 드레인 전극(620)을 형성할 필요가 없다(도 12g 참조).A data line metal such as chromium (Cr) or molybdenum (Mo) is deposited and patterned to form a data line 600 and a drain electrode 620. In this case, a part of the data line 600 and the drain electrode 620 are connected to the source and drain regions 210 and 230 through the contact holes C1 and C2, respectively. However, in the structure of the second embodiment, it is not necessary to form the drain electrode 620 (see Fig. 12G).

그 상부에 보호 절연막(700)을 도포한 후(도 12h 참조), 드레인 전극(620) 상부를 식각하여 경유구(C3)를 형성한다. 단, 제2 실시예의 구조에서는 드레인 영역(230) 상부의 게이트 절연막(300), 층간 절연막(500) 및 보호 절연막(700)을 제거하여 접촉구(C4)를 형성한다(도 12i 참조).After the protective insulating film 700 is applied (see FIG. 12H) on the upper portion, the gas passage C3 is formed by etching the upper portion of the drain electrode 620. However, in the structure of the second embodiment, the contact hole C4 is formed by removing the gate insulating film 300, the interlayer insulating film 500, and the protective insulating film 700 over the drain region 230 (see FIG. 12I).

마지막으로, ITO와 같은 투명 도전 물질은 증착하고 패터닝하여 유지 전극(420) 상부에 화소 전극(800)을 형성한다. 이 단계에서 화소 전극(800)이 경유구(C3)를 통해 드레인 전극(620)과 연결된다. 단, 제2 실시예의 구조에서는 화소 전극(800)이 접촉구(C4)를 통하여 직접 드레인 영역(230)과 연결된다(도 12j 참조).Finally, a transparent conductive material such as ITO is deposited and patterned to form the pixel electrode 800 on the sustain electrode 420. In this step, the pixel electrode 800 is connected to the drain electrode 620 through the via hole C3. However, in the structure of the second embodiment, the pixel electrode 800 is directly connected to the drain region 230 through the contact hole C4 (see FIG. 12J).

앞서 설명한 바와 같이, 유지 전극(420)에 인가되는 전압을 조절함으로써 유지 영역(240)을 유지 축전기의 한 전극으로 이용할 수 있기 때문에, 유지 영역(240)을 이온 도핑할 필요가 없어 마스크 수가 줄어든다.As described above, since the storage region 240 can be used as one electrode of the storage capacitor by adjusting the voltage applied to the storage electrode 420, the number of masks is reduced because there is no need to ion-dope the storage region 240.

그런데, 도 11에서 보면, 박막 트랜지스터에 게이트 열림 전압이 인가되더라도 화소의 전압이 갑자기 화상 전압에 도달하는 것이 아니라 일정 시간에 걸쳐 점차 화상 전압값에 도달하는 것을 알 수 있으며, 이는 배선 및 축전기의 저항 및 정전 용량 때문에 발생하는 현상이다. 따라서, 이를 등가 회로도로 나타내면 도 13과 같다. 단, 도 13에서 저항은 유지 축전기만을 고려한 것으로서, 유지 영역(240)의 저항을 Rst1로 나타내었고 이는 유지 축전기(STG)와 직렬로 연결된 것으로 볼 수 있다. 상세히 설명하며, 서로 절연되어 교차하는 게이트선(G) 및 데이터선(D)에 각각 게이트(g) 및 소스(s)가 연결된 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인(d)에 액정 축전기(LC)와 유지 축전기(STG)가 병렬로 연결되어 있고, 드레인(d)과 유지 축전기(STG)의 사이에 저항(Rst1)이 연결되어 있는 구조이다.However, in FIG. 11, even when the gate opening voltage is applied to the thin film transistor, it is understood that the voltage of the pixel does not suddenly reach the image voltage, but gradually reaches the image voltage value over time, which is a resistance of the wiring and the capacitor. And a phenomenon occurring due to capacitance. Therefore, the equivalent circuit diagram is shown in FIG. 13. In FIG. 13, only the storage capacitor is considered, and the resistance of the storage region 240 is represented by R st1 , which may be viewed as being connected in series with the storage capacitor STG. The liquid crystal capacitor LC and the liquid crystal capacitor LC are connected to the drain d of the thin film transistor TFT in which the gate g and the source s are connected to the gate line G and the data line D, which are insulated from each other and cross each other. The storage capacitor STG is connected in parallel, and the resistor R st1 is connected between the drain d and the storage capacitor STG.

이때, 유지 영역(240)의 저항값은 다음과 같은 요인에 의하여 결정된다.At this time, the resistance value of the holding region 240 is determined by the following factors.

드레인 영역(230) 및 유지 전극(420)에 전압이 인가되면, 드레인 영역(230)의 전하들이 유지 영역(240)으로 이동하여 전하가 축적된다. 이때, 드레인 영역(230)의 전하들이 유지 영역(240)의 오른쪽 끝까지 이동하는 경로의 길이는 L이 되고, 저항 Rst1은 이 길이에 비례한다. 그런데, 축전기의 충전 시간은 저항에 비례하므로 전하의 이동 거리를 줄이는 것이 바람직하다.When voltage is applied to the drain region 230 and the storage electrode 420, charges in the drain region 230 move to the storage region 240 to accumulate charge. At this time, the length of the path through which charges in the drain region 230 move to the right end of the storage region 240 becomes L, and the resistance R st1 is proportional to this length. However, since the charge time of the capacitor is proportional to the resistance, it is desirable to reduce the movement distance of the charge.

따라서, 전하가 이동하는 경로를 짧게 하여 유지 영역(240)의 저항을 줄이기 위한 실시예를 제시한다.Thus, an embodiment for reducing the resistance of the holding region 240 by shortening the path through which charge travels is presented.

도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도로서, 규소층, 유지 전극선 및 게이트 전극만을 도시한 것이고, 도 2 또는 도 5의 구조에 적용될 수 있다.FIG. 14 is a layout view of a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment, showing only a silicon layer, a storage electrode line, and a gate electrode, and may be applied to the structure of FIG. 2 or 5.

도 13에 도시한 바와 같이, 제3 실시예는 유지 전극선(430)의 폭(W3)이 규소층(200)의 폭(W2)보다 좁고 유지 전극선(430)의 테두리가 규소 패턴(200)의 안쪽으로 들어가도록 설계되어 있다. 도 4에 도시한 구조와 유지 용량을 동일하게 하기 위해서는 확장된 부분의 길이는 L로 동일하게 하고, 확장된 부분의 폭(W3)을 도 4에서의 규소층(200)의 확장 부분의 폭(W0)과 동일하게 하면 된다.As shown in FIG. 13, in the third embodiment, the width W 3 of the storage electrode line 430 is smaller than the width W 2 of the silicon layer 200, and the edge of the storage electrode line 430 is formed of the silicon pattern 200. It is designed to enter inside. In order to make the structure and the storage capacity shown in FIG. 4 the same, the length of the expanded portion is equal to L, and the width W 3 of the expanded portion is the width of the expanded portion of the silicon layer 200 in FIG. 4. It may be the same as (W 0 ).

이러한 구조에서는 유지 영역(240)의 위 테두리 상부 전체에 드레인 영역(230)과 연결된 도핑된 테두리 영역(250)이 생기고, 아래 테두리 하부 전체에 드레인 영역(230)과 격리되어 있는 도핑된 테두리 영역(260)이 생긴다.In such a structure, a doped edge region 250 connected to the drain region 230 is formed in the entire upper portion of the upper edge of the holding region 240, and a doped edge region is isolated from the drain region 230 in the entire lower portion of the lower edge. 260).

이러한 액정 표시 장치의 유지 전극(420)에 유지 전압(Vst)이 인가되면 유지 영역(240)의 상부에 전하 축적층(241)이 형성된다. 이때, 도핑된 테두리 영역(250)의 저항이 전하 축적층(241)의 저항보다 작기 때문에, 드레인 영역(230)의 전하들이 먼저 테두리 영역(250)으로 이동한 후 유지 영역(240)을 세로 방향으로 가로질러 W3만큼의 거리를 이동한다. 그런데, 유지선(430)의 확장부의 폭(W3)은 길이(L)보다 짧기 때문에, 도 4의 구조에 비하여 전하의 이동 거리가 짧아지고 이에 따라 유지 영역(240)의 저항도 작아진다.When the sustain voltage V st is applied to the sustain electrode 420 of the liquid crystal display, the charge accumulation layer 241 is formed on the sustain region 240. At this time, since the resistance of the doped edge region 250 is smaller than the resistance of the charge accumulation layer 241, the charges of the drain region 230 first move to the edge region 250, and then the holding region 240 is vertically moved. Move W 3 distance across. However, since the width W 3 of the extension portion of the holding line 430 is shorter than the length L, the movement distance of the charge is shorter than that of the structure of FIG. 4, and thus the resistance of the holding region 240 is also reduced.

도 15는 도 4에 따른 구조와 도 13에 따른 구조의 액정 표시 장치의 화소 전압(Vpixel)의 충전 특성을 나타낸 그래프이다.FIG. 15 is a graph illustrating charging characteristics of the pixel voltage V pixel of the liquid crystal display having the structure of FIG. 4 and the structure of FIG. 13.

도 15에서 도 4의 구조를 가지는 액정 표시 장치의 충전 특성 곡선이 점선으로 그려진 a이고, 도 14의 구조를 가지는 액정 표시 장치의 충전 특성 곡선이 b이다. 두 경우, 유지 용량에는 차이가 없으므로 킥백 전압(ΔV)에는 차이가 없으나, b의 경우 a보다 충전 시간이 줄어드는 것을 알 수 있다.In FIG. 15, a charging characteristic curve of the liquid crystal display having the structure of FIG. 4 is indicated by a dotted line, and a charging characteristic curve of the liquid crystal display having the structure of FIG. 14 is b. In both cases, there is no difference in kickback voltage ΔV since there is no difference in holding capacity, but in case of b, the charging time is shorter than a.

그런데, 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 유지 영역(240)의 저항은 줄어들지만 전하가 테두리 영역(250) 부분의 저항이 유지 영역(240)의 저항에 더해진다. 이를 등가 회로도를 통하여 나타내면 도 16과 같다. 즉, 도 16에서와 같이, 유지 영역(240)의 저항(Rst2)과 드레인(d)의 사이에 테두리 영역(250)의 저항(R1)이 연결되어 있는 구조이다.In the liquid crystal display according to the third exemplary embodiment, the resistance of the storage area 240 decreases, but the charge is added to the resistance of the storage area 240 by the resistance of the edge area 250. This is shown in FIG. 16 through an equivalent circuit diagram. That is, as shown in FIG. 16, the resistor R 1 of the edge region 250 is connected between the resistor R st2 of the sustain region 240 and the drain d.

도 15에서 알 수 있는 바와 같이, 테두리 영역(250)의 저항(R1) 값은 유지 영역(240)의 저항 감소분보다는 작지만, 이 저항(R1)을 감소시키면 충전 시간을 더 빠르게 할 수 있다. 따라서, 테두리 영역(250)의 저항을 감소시킨 실시예를 제시한다.As can be seen in FIG. 15, the value of the resistance R 1 of the edge region 250 is smaller than the decrease of the resistance of the holding region 240, but reducing the resistance R 1 may result in a faster charging time. . Thus, an embodiment in which the resistance of the edge region 250 is reduced is presented.

배치도인 도 17 및 도 17의 XVIII-XVIII' 선에 대한 단면도인 도 18에 도시한 구조는 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치로서, 도 14에 도시한 제3 실시예와 기본 구조는 동일하다. 다만, 규소층(200)의 도핑된 상부 테두리 영역(250)이 게이트 절연막(300), 층간 절연막(500), 보호 절연막(700)에 뚫려 있으며 가로 방향으로 배열된 다수의 접촉구(C5)를 통해서 그 위의 ITO 화소 전극(800)과 연결되어 있다.17 and 17 are cross-sectional views taken along line XVIII-XVIII 'of the layout, and the structure according to the fourth embodiment of the present invention is a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention. Is the same. However, the doped upper edge region 250 of the silicon layer 200 is formed through the gate insulating film 300, the interlayer insulating film 500, and the protective insulating film 700, and contacts the plurality of contact holes C5 arranged in the horizontal direction. It is connected to the ITO pixel electrode 800 therethrough.

이러한 구조에서는 화소 전극(800)의 저항이 도핑된 테두리 영역(250)보다 저항보다 작기 때문에, 전하들이 화소 전극(800)을 경로로 하여 테두리 영역(250) 전체에 퍼지고 다시 유지 영역(240)으로 이동하기 때문에 결과적으로 테두리 영역(250)의 저항도 상대적으로 작아지고, 이에 따라 충전 시간도 줄어든다.In this structure, since the resistance of the pixel electrode 800 is smaller than the resistance of the doped edge region 250, the charges are spread over the entire edge region 250 using the pixel electrode 800 as a path and then back to the holding region 240. As a result, the resistance of the edge region 250 is also relatively small, thereby reducing the charging time.

이러한 저항 성분을 더욱 줄일 수 있는 실시예를 제시한다.An example in which this resistance component can be further reduced is provided.

배선도인 도 19 및 도 19의 XX-XX' 선에 대한 단면도인 도 20에 도시한 제5 실시예에서는 유지 영역(240) 하부에 위치하는 도핑된 테두리 영역(260)과 화소 전극(800)이 게이트 절연막(300), 층간 절연막(500) 및 보호막(700)에 뚫린 접촉구(C6)를 통하여 연결되어 있다. 다른 구조는 제3 실시예와 유사하다.In the fifth embodiment illustrated in FIG. 20, which is a cross-sectional view of the wiring diagram of FIG. 19 and FIG. 19, the XX-XX ′ line, the doped edge region 260 and the pixel electrode 800 positioned below the holding region 240 are formed. The gate insulating layer 300, the interlayer insulating layer 500, and the passivation layer 700 are connected through the contact hole C6. The other structure is similar to that of the third embodiment.

이러한 구조에서는 드레인 영역(230)으로부터의 전하들이 상부 테두리 영역(250)뿐 아니라, 저항이 낮은 화소 전극(800)을 통하여 하부 테두리 영역(260)으로도 이동한다. 따라서, 상부 및 하부 테두리 영역(250, 260)으로부터 전하들이 동시에 유지 영역(240)으로 이동하기 때문에 두 영역(250, 260)으로부터 출발하는 전하가 실제 이동하는 거리는 유지 영역(240)의 폭의 절반 거리가 된다. 저항도 이에 따라 줄어들고 충전 시간 또한 짧아진다.In such a structure, charges from the drain region 230 move not only to the upper edge region 250 but also to the lower edge region 260 through the pixel electrode 800 having a low resistance. Thus, since charges from the upper and lower edge regions 250 and 260 simultaneously move to the holding region 240, the distance at which charges starting from the two regions 250 and 260 actually travel is half the width of the holding region 240. It becomes a distance. The resistance is thus reduced and the charging time is also shortened.

이러한 구조를 등가 회로도를 통하여 나타내면 도 21과 같으며, 편의상 유지 축전기(STG)와 저항 성분만을 도시하였다.This structure is shown in an equivalent circuit diagram as shown in FIG. 21, and shows only a storage capacitor (STG) and a resistance component for convenience.

도 21에서, R2, R3는 각각 상부 테두리 영역(250) 및 하부 테두리 영역(260)의 저항이고, Rst3및 Rst4는 각각 유지 영역(240) 중 상·하부 반쪽 영역의 저항이다. 도 19의 구조가 도 14의 구조와 동일하다면, Rst3≒ Rst4≒ ½Rst2, R2≒ R1이 된다. 하부 테두리 영역(260)의 저항이 상부 테두리 영역(250)의 저항과 비슷하다고 하면, R3≒ R2≒ R1이 되므로, 전체 저항은 ½R1+ ¼Rst2가 되어 도 14의 구조에 비하여 저항이 상당히 줄어듦을 알 수 있다.In FIG. 21, R 2 and R 3 are resistances of the upper edge region 250 and the lower edge region 260, respectively, and R st3 and R st4 are the resistances of the upper and lower half regions of the holding region 240, respectively. If the structure of FIG. 19 is the same as that of FIG. 14, R st3 ≒ R st4 ≒ ½ R st2 and R 2 ≒ R 1 . If the resistance of the lower edge region 260 is similar to the resistance of the upper edge region 250, since R 3 ≒ R 2 ≒ R 1 , the total resistance becomes ½R 1 + ¼R st2 , which is higher than that of the structure of FIG. 14. It can be seen that this is significantly reduced.

도 19의 구조에 더하여 테두리 영역(250, 260)의 저항을 더욱 줄일 수 있는 구조의 제6 및 제7 실시예에 대하여 설명한다.In addition to the structure of FIG. 19, the sixth and seventh embodiments of the structure which can further reduce the resistance of the edge regions 250 and 260 will be described.

도 22 및 도 23에 도시한 제6 및 제7 실시예는 도핑된 하부 테두리 영역(260)과 ITO 화소 전극(800)이 게이트 절연막(300), 층간 절연막(500), 보호 절연막(700)에 뚫려 있으며 가로 방향으로 배열된 다수의 접촉구(C7)를 통해 연결되거나, 도핑된 상부 및 하부 테두리 영역(250, 260) 모두와 ITO 화소 전극(800)이 게이트 절연막(300), 층간 절연막(500) 및 보호 절연막(700)에 뚫려 있는 다수의 접촉구(C5, C7)를 통해 연결되도록 함으로써, 테두리 영역(250, 260)의 저항을 낮추고 있다. 이는 앞서 설명하였듯이 테두리 영역(250, 260)에 비해 저항이 낮은 ITO 화소 전극(800)이 전하의 이동 경로가 되기 때문이다.22 and 23, the doped lower edge region 260 and the ITO pixel electrode 800 may be formed on the gate insulating film 300, the interlayer insulating film 500, and the protective insulating film 700. The ITO pixel electrode 800 and the gate insulating film 300 and the interlayer insulating film 500 are connected to each other through the plurality of contact holes C7 that are bored and arranged in the horizontal direction, or the doped upper and lower edge regions 250 and 260. ) And a plurality of contact holes C5 and C7 drilled through the protective insulating layer 700, thereby lowering the resistance of the edge regions 250 and 260. This is because, as described above, the ITO pixel electrode 800 having a lower resistance than the edge regions 250 and 260 serves as a charge transfer path.

도 24 내지 도 29는 테두리 영역과 ITO 화소 전극을 연결하는 대신 ITO보다 저항이 작은 금속 패턴을 테두리 영역과 연결하여 전하의 이동 경로를 금속 패턴으로 유도하는 실시예들을 보여준다.24 to 29 illustrate embodiments in which a metal pattern having a lower resistance than ITO is connected to the edge region instead of connecting the edge region and the ITO pixel electrode to induce a movement path of charge into the metal pattern.

도 24는 본 발명의 제8 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고 도 25는 도 24의 XXV-XXV' 선의 단면도로서, 기본 구조는 앞선 실시예들과 같다.FIG. 24 is a layout view of a liquid crystal display according to an eighth exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 25 is a cross-sectional view taken along line XXV-XXV 'of FIG. 24, and the basic structure thereof is the same as those of the foregoing embodiments.

다만, 도핑된 테두리 영역(250, 260) 및 유지 전극(420) 상부의 층간 절연막(500) 위에 금속 패턴(630)이 형성되어 유지 전극(420)과 중첩되어 있으며, 화소 전극(800)은 금속 패턴(63)과 겹치지 않는다. 금속 패턴(630)은 도핑된 상부 및 하부 테두리 영역(250, 260)과 게이트 절연막(300) 및 층간 절연막(500)에 형성되어 있는 다수의 접촉구(C8, C9)를 통해 접촉하고 있다.However, a metal pattern 630 is formed on the doped edge regions 250 and 260 and the interlayer insulating layer 500 on the storage electrode 420 to overlap the storage electrode 420, and the pixel electrode 800 is formed of metal. It does not overlap with the pattern 63. The metal pattern 630 contacts the doped upper and lower edge regions 250 and 260 through a plurality of contact holes C8 and C9 formed in the gate insulating layer 300 and the interlayer insulating layer 500.

이 구조는 기본적으로 도 23의 구조와 유사하나 저항이 큰 화소 전극(800) 대신 저항이 작은 금소 패턴(630)을 이용하기 때문에 저항이 더 줄어든다.This structure is basically similar to that of FIG. 23, but the resistance is further reduced because the small-resistance gold pattern 630 is used instead of the pixel electrode 800 having a large resistance.

또한, 유지 전극(420), 층간 절연막(500) 그리고 금속 패턴(630)이 또 다른 하나의 유지 축전기를 이루기 때문에, 유지 용량이 증가하는 효과가 있다.In addition, since the storage electrode 420, the interlayer insulating film 500, and the metal pattern 630 form another storage capacitor, there is an effect of increasing the storage capacitance.

도 26 및 도 27은 본 발명의 제9 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도 및 XXVII-XXVII'의 단면도로서, 금속 패턴(640, 650)이 도핑된 테두리 영역(250, 260)의 상부에만 형성되어 있고, 이들은 게이트 절연막(300) 및 층간 절연막(500)에 형성되어 있는 다수의 접촉구(C8, C9)를 통해서 연결되어 있다.26 and 27 are a layout view and a cross-sectional view of the liquid crystal display according to the ninth embodiment of the present invention, and XXVII-XXVII ', and formed only on upper portions of the edge regions 250 and 260 doped with the metal patterns 640 and 650. These are connected via a plurality of contact holes C8 and C9 formed in the gate insulating film 300 and the interlayer insulating film 500.

제8 실시예에서와 마찬가지로 테두리 영역(250, 260)의 저항을 낮출 수 있는 구조이다. 그러나, 이 경우는 유지 전극(420)과 금속 패턴(640, 650)이 중첩되지 않으므로 유지 전극(420)과 금속 패턴(640, 650)에 의한 유지 축전기가 형성되지는 않는다.As in the eighth embodiment, the resistance of the edge regions 250 and 260 can be lowered. However, in this case, since the storage electrode 420 and the metal patterns 640 and 650 do not overlap, the storage capacitor by the storage electrode 420 and the metal patterns 640 and 650 is not formed.

도 28 및 도 29는 본 발명의 제10 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도 및 XXVI-XXVI' 선에 대한 단면도이다.28 and 29 are layout views and cross-sectional views taken along line XXVI-XXVI 'of the liquid crystal display according to the tenth exemplary embodiment of the present invention.

그 기본 구조 및 효과는 제8 실시예와 같으나 ITO 화소 전극(800)이 유지 전극(240) 상부의 보호막(700) 위에 형성되어 있다는 점이 다르다.The basic structure and effects are the same as those of the eighth embodiment, except that the ITO pixel electrode 800 is formed on the passivation layer 700 on the sustain electrode 240.

본 발명의 제3 내지 제10 실시예에 따른 액정 표시 장치를 제조하는 방법은 유지 전극(420)을 규소 패턴(200)보다 안쪽으로 형성하는 것과 데이터선(600)을 만들 때 금속 패턴(630, 640, 650)을 함께 만들어 준다는 점 등을 제외하면 제1 및/또는 제2 실시예에 따른 제조 방법과 동일하다.According to the method of manufacturing the liquid crystal display device according to the third to tenth embodiments of the present invention, forming the sustain electrode 420 inwardly from the silicon pattern 200 and the metal pattern 630 when forming the data line 600 are described. 640, 650) is the same as the manufacturing method according to the first and / or second embodiment except that it is made together.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법은 유지 축전기용 이온 도핑 공정이 필요없고, 큰 유지 용량 값을 가질 수 있는 유지 축전기를 별도의 추가 공정 없이 형성할 수 있다. 또한, 전하 축적층의 저항을 감소시킬 수 있으므로 화상 전압이 충전되는 데 걸리는 시간이 줄어드는 효과가 있다.As described above, the liquid crystal display and the manufacturing method thereof according to the present invention do not require an ion doping process for a storage capacitor, and can form a storage capacitor that can have a large storage capacitance value without any additional process. In addition, since the resistance of the charge storage layer can be reduced, there is an effect that the time taken to charge the image voltage is reduced.

Claims (17)

투명한 절연 기판,Transparent insulation substrate, 상기 기판 위에 형성되어 있는 규소층,A silicon layer formed on the substrate, 상기 규소층을 덮고 있는 게이트 절연막,A gate insulating film covering the silicon layer, 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 게이트 전극,A gate electrode formed on the gate insulating film, 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 유지 축전기용 유지 전극을 포함하며,A sustain electrode for a storage capacitor formed on the gate insulating film, 상기 규소층은 도핑되어 있는 소스 영역 및 드레인 영역, 상기 소스 영역 및 드레인 영역 사이에 위치하며 도핑되지 않은 채널 영역, 상기 드레인 영역과 인접하고 상기 채널 영역과 분리되어 있으며 도핑되지 않은 유지 영역, 그리고 상기 유지 영역의 테두리에 인접하고 상기 드레인 영역과 연결되어 있으며 도핑되어 있는 제1 영역을 포함하며, 상기 유지 전극은 상기 유지 영역 위에 위치하는 액정 표시 장치.The silicon layer is doped with a source region and a drain region, an undoped channel region located between the source region and the drain region, an undoped sustain region adjacent to the drain region and separated from the channel region, and the And a doped first region adjacent to an edge of the storage area and connected to the drain area, wherein the storage electrode is positioned above the storage area. 제1항에서,In claim 1, 상기 유지 영역에는 상기 드레인 영역에 인가되는 전압의 최대값보다 문턱 전압 이상 큰 전압이 인가되는 액정 표시 장치.And a voltage greater than a threshold voltage greater than a maximum value of the voltage applied to the drain region. 제1항에서,In claim 1, 상기 유지 영역은 제1 방향으로 길게 형성되어 있고, 상기 드레인 영역은 상기 유지 영역의 제1 방향 한쪽 끝에 위치하며, 상기 제1 영역은 상기 제1 방향의 상기 유지 영역 테두리를 따라 형성되어 있는 액정 표시 장치.The holding region is formed to extend in a first direction, the drain region is located at one end of the first direction of the holding region, and the first region is formed along the edge of the holding region in the first direction. Device. 제3항에서,In claim 3, 상기 유지 영역을 중심으로 상기 제1 영역의 반대편에 위치하고 상기 유지 영역과 인접하며 상기 드레인 영역 및 상기 제1 영역과 분리되어 있는 도핑된 제2 영역을 더 포함하는 액정 표시 장치.And a doped second region positioned opposite to the first region with respect to the storage region and adjacent to the storage region and separated from the drain region and the first region. 제4항에서,In claim 4, 상기 드레인 영역과 전기적으로 연결되어 있는 투명한 화소 전극을 더 포함하는 액정 표시 장치.And a transparent pixel electrode electrically connected to the drain region. 제5항에서,In claim 5, 상기 화소 전극은 상기 제1 영역과 상기 제1 방향을 따라 다수의 위치에서 연결되어 있는 액정 표시 장치.The pixel electrode is connected to the first region at a plurality of positions along the first direction. 제6항에서,In claim 6, 상기 유지 전극을 덮고 있는 절연층을 더 포함하며, 상기 화소 전극은 상기 절연층을 매개로 상기 유지 전극과 중첩되어 있는 액정 표시 장치.And an insulating layer covering the storage electrode, wherein the pixel electrode overlaps the storage electrode through the insulating layer. 제6항에서,In claim 6, 상기 게이트 절연막에는 상기 제1 영역을 드러내는 다수의 접촉구가 형성되어 있으며, 상기 접촉구를 통하여 상기 화소 전극이 상기 제1 영역과 연결되는 액정 표시 장치.A plurality of contact holes are formed in the gate insulating layer to expose the first region, and the pixel electrode is connected to the first region through the contact holes. 제5항에서,In claim 5, 상기 화소 전극은 상기 제2 영역과 연결되어 있는 액정 표시 장치.The pixel electrode is connected to the second region. 제9항에서,In claim 9, 상기 유지 전극과 상기 화소 전극 사이에 형성되어 있는 절연층을 더 포함하며, 상기 게이트 절연막에는 상기 제2 영역을 드러내는 제1 접촉구가 형성되어 있으며, 상기 제1 접촉구를 통해 상기 화소 전극은 상기 제2 영역과 연결되어 있는 액정 표시 장치.The semiconductor device may further include an insulating layer formed between the sustain electrode and the pixel electrode, wherein the gate insulating layer may include a first contact hole that exposes the second region, and the pixel electrode may be formed through the first contact hole. A liquid crystal display device connected to the second region. 제10항에서,In claim 10, 상기 게이트 절연막에는 상기 제1 영역을 드러내는 다수의 제2 접촉구가 상기 제1 방향을 따라 다수의 위치에 형성되어 있으며, 상기 제2 접촉구를 통해 상기 화소 전극은 상기 제1 영역과 연결되어 있는 액정 표시 장치.In the gate insulating layer, a plurality of second contact holes exposing the first region are formed at a plurality of positions along the first direction, and the pixel electrode is connected to the first region through the second contact holes. Liquid crystal display. 제10항에서,In claim 10, 상기 제1 접촉구는 상기 제1 방향을 따라 다수 개 형성되어 있는 액정 표시 장치.And a plurality of first contact holes are formed along the first direction. 제5항에서,In claim 5, 상기 화소 전극은 상기 유지 전극과 절연되어 중첩되어 있는 액정 표시 장치.The pixel electrode is insulated from and overlapped with the sustain electrode. 제5항에서,In claim 5, 상기 유지 전극을 덮고 있는 층간 절연막, 상기 유지 전극 위의 상기 층간 절연막 위에 형성되어 있으며 상기 제1 영역 및 제2 영역과 각각 연결되어 있는 제1 및 제2 금속 패턴을 더 포함하는 액정 표시 장치.And an interlayer insulating layer covering the sustain electrode and first and second metal patterns formed on the interlayer insulating layer on the sustain electrode and connected to the first and second regions, respectively. 제14항에서,The method of claim 14, 상기 제1 및 제2 금속 패턴은 서로 연결되어 있는 액정 표시 장치.The first and second metal patterns are connected to each other. 제14항에서,The method of claim 14, 상기 게이트 절연막에는 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역을 드러내는 다수의 접촉구가 형성되어 있어 상기 접촉구를 통해 상기 제1 및 제2 금속 패턴과 상기 제1 및 제2 영역이 연결되는 액정 표시 장치.A plurality of contact holes are formed in the gate insulating layer to expose the first region and the second region, and the first and second metal patterns are connected to the first and second regions through the contact holes. . 제16항에서,The method of claim 16, 상기 금속 패턴 위에 보호막이 더 형성되어 있으며, 상기 화소 전극은 상기 유지 전극과 중첩되도록 보호막 위에 형성되어 있는 액정 표시 장치.A passivation layer is further formed on the metal pattern, and the pixel electrode is formed on the passivation layer so as to overlap the sustain electrode.
KR1019980002311A 1997-12-31 1998-01-26 A liquid crystal display having a storage capacitor and manufacturing method thereof KR100247270B1 (en)

Priority Applications (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980002311A KR100247270B1 (en) 1998-01-26 1998-01-26 A liquid crystal display having a storage capacitor and manufacturing method thereof
JP37413198A JP3973787B2 (en) 1997-12-31 1998-12-28 Liquid crystal display device and manufacturing method thereof
CN200410062131.9A CN100595658C (en) 1997-12-31 1998-12-30 Liquid crystal displays, manufacturing methods and a driving method thereof
US09/222,783 US6317173B1 (en) 1997-12-31 1998-12-30 Liquid crystal displays, manufacturing methods and a driving method thereof
CN200810166498.3A CN101387802B (en) 1997-12-31 1998-12-30 Liquid crystal display device, method for manufacturing same and driving method
CN200410062132.3A CN1550838B (en) 1997-12-31 1998-12-30 Liquid crystal displays, manufacturing methods and a driving method thereof
CN200410062130.4A CN100595657C (en) 1997-12-31 1998-12-30 Liquid crystal display and a method for manufacturing the same
CNB981271723A CN1173218C (en) 1997-12-31 1998-12-30 Liquid crystal displays, manufacturing methods and driving method thereof
US09/956,145 US6549249B2 (en) 1997-12-31 2001-09-20 Liquid crystal displays and manufacturing methods thereof the interlayer insulating film having a thinner depth
US10/367,743 US7271857B2 (en) 1997-12-31 2003-02-19 Method for manufacturing a liquid crystal display
US10/367,769 US6784950B2 (en) 1997-12-31 2003-02-19 Liquid crystal display and a method for manufacturing the same
US11/082,983 US7227597B2 (en) 1997-12-31 2005-03-18 Liquid crystal display having a source electrode and a metal pattern for a storage capacitor formed on an insulating substrate
JP2007103355A JP4884281B2 (en) 1997-12-31 2007-04-11 Liquid crystal display device and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980002311A KR100247270B1 (en) 1998-01-26 1998-01-26 A liquid crystal display having a storage capacitor and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990066400A KR19990066400A (en) 1999-08-16
KR100247270B1 true KR100247270B1 (en) 2000-03-15

Family

ID=19532120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980002311A KR100247270B1 (en) 1997-12-31 1998-01-26 A liquid crystal display having a storage capacitor and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100247270B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990066400A (en) 1999-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6317173B1 (en) Liquid crystal displays, manufacturing methods and a driving method thereof
US7880851B2 (en) Array substrate for a liquid crystal display device with thin film transistor having two drain electrode patterns and manufacturing method of the same
JP3881160B2 (en) TFT array substrate and liquid crystal display device using the same
US5796448A (en) Structure for a parasitic capacitor and a storage capacitor in a thin film transistor-liquid crystal display and a method for making the same
CN1971919A (en) Thin-film transistor panel and method for manufacturing the same
US8279389B2 (en) Liquid crystal display device having storage lines overlapping active layers formed of polysilicon material
US8258556B2 (en) Thin film transistor, thin film transistor array panel, and display device
US5508765A (en) Matrix-addressed type display device
KR100796794B1 (en) A thin film transistor array panel of using poly silicon
JP2003515790A (en) Active matrix substrate for liquid crystal display and method of manufacturing the same
KR100303350B1 (en) Organic electroluminescent display
CN109690661B (en) Active matrix substrate and display device provided with active matrix substrate
US6870187B2 (en) Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof
KR100247270B1 (en) A liquid crystal display having a storage capacitor and manufacturing method thereof
KR100552286B1 (en) Thin film transistor liquid crystal display device and manufacturing method thereof
JP3261785B2 (en) Method for manufacturing thin film transistor
WO2017094548A1 (en) Active matrix substrate and liquid crystal display panel comprising same
KR100580388B1 (en) Liquid Crystal Display and Manufacturing Method Thereof
KR100397672B1 (en) an array panel for liquid crystal display and manufacturing method thereof
KR19980035300A (en) Liquid Crystal Display and Manufacturing Method Thereof
KR100878276B1 (en) Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof
KR20020072457A (en) Liquid crystal display and manufacturing method of the same
KR20060015860A (en) Shift register and display panel having the same
KR20000018584A (en) Fabricating method of liquid crystal display

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121115

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131129

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141128

Year of fee payment: 16

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171129

Year of fee payment: 19

EXPY Expiration of term