KR100271091B1 - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

게이트선이 가로 방향으로 기판 위에 형성되어 있고, 데이터선을 보조하기 위한 수리선이 게이트선과 같은 층에 세로 방향으로 길게 형성되어 있다. 이때, 수리선은 게이트선을 경계로 분리된 다수의 부분으로 이루어져 있다. 데이터선이 게이트 절연막을 사이에 두고 수리선을 따라 수리선보다 좁은 폭으로 형성되어 있으며, 이 데이터선은 보호 절연막으로 덮여 있다. 보호 절연막에는 데이터선을 드러내는 접촉구가 뚫려 있고, 보호 절연막 및 게이트 절연막에는 분리된 수리선의 양단을 드러내는 접촉구가 뚫려 있어서, 보호 절연막 위에 형성되어 있는 투명 연결 패턴이 접촉구를 통하여 데이터선 및 수리선과 연결되는데, 수리선 양단은 데이터선 바깥으로 비껴 나와 있어야 한다. 또한, 보호 절연막 위에는 화소 전극이 형성되어 있는데, 화소 전극의 가장자리는 수리선과 일정 폭으로 중첩되어 있다. 이러한 수리선은 데이터선이 단선될 경우 신호의 통로가 되고 화소 전극 가장자리에서의 광 누설을 차단하는 광차단막의 역할을 하며, 투명 연결 패턴은 게이트선과 데이터선의 교차부에서 데이터선이 단선되는 경우 신호의 통로가 된다.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 박막 트랜지스터 액정 표시 장치는 주사 신호가 전달되는 다수의 게이트선, 화상 신호가 전달되며 게이트선과 교차하는 다수의 데이터선, 게이트선과 데이터선이 교차하는 부분에 의해 정의되는 화소 영역과 그 내에 형성되어 있는 박막 트랜지스터를 포함한다. 이러한 박막 트랜지스터 액정 표시 장치는 얇은 막을 한층씩 쌓아 형성하는데 여러 겹의 막이 겹치는 부분에서는 부분적으로 막이 끊길 수도 있다.
종래에는 막의 단선을 막기 위해 게이트선과 데이터선이 교차하는 부분에만 데이터선을 이중화하거나, 데이터선 패턴을 따라 그 상부 또는 하부에 별도의 금속을 증착하고 패터닝하여 보조선을 더 형성하여 데이터선을 이중화함으로써 데이터선이 끊기는 등의 불량을 감소시켰다.
첫 번째 방법의 경우, 게이트선과 데이터선이 교차하는 부분 이외에서 데이터선이 단선되는 경우 별도의 수리선을 써서 수리하여 주어야 한다. 또한, 이 수리 과정에서 레이저 접합 공정이 필요하게 되어 고정세의 표시 장치에 적용하는 것이 어렵다.
두 번째 방법의 경우, 보조선을 형성하기 위해서 별도의 금속을 증착하고 패터닝하여야 하며, 보조선과 데이터선을 연결하기 위한 절연막 식각 공정이 또한 추가되어야 하는 번거로움이 있다.
본 발명의 과제는 공정을 추가하지 않고 데이터선 단선 불량을 줄일 수 있는 보조선 구조를 실현하며, 이 보조선을 광차단막으로 대용하여 개구율을 향상시키는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배선도이고,
도 2 및 도 3은 도 1의 II-II', III-III' 선에 대한 단면도이고,
도 4는 도 1의 IV-IV' 선에 대한 단면도이고,
도 5는 제2 실시예에 따른 도 1의 IV-IV' 선에 대한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배선도이고,
도 7은 도 6의 VII-VII' 선에 대한 단면도이고,
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배선도이고,
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배선도이고,
도 10은 도 9의 X-X' 선에 대한 단면도이고,
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배선도이고,
도 12는 도 11의 XII-XII' 선에 대한 단면도이고,
도 13a 내지 도 13e는 본 발명의 제3 실시예에 대한 제조 방법을 공정 순서에 따라 나타낸 배치도이고,
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 제5 실시예에 대한 제조 방법을 공정 순서에 따라 나타낸 배치도이고,
도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 제6 실시예에 대한 제조 방법을 공정 순서에 따라 나타낸 배치도이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 데이터선을 보조하기 위한 수리선이 게이트선과 같은 물질로 같은 층에 형성되어 있고 게이트선을 경계로 분리된 다수의 부분으로 나뉘어 있으며 화소 전극과 중첩되도록 형성되어 있다.
이처럼 화소 전극 가장자리와 중첩되도록 형성되는 수리선은 화소 전극 가장자리에서의 프린지 필드(fringe field)에 의한 광 누설 영역을 가려준다.
수리선의 폭은 데이터선의 폭보다 넓게 형성할 수 있으며, 수리선은 데이터선과 전기적으로 연결되어 있어 데이터선이 단선되더라도 신호의 통로가 된다.
게이트선과 교차하는 부근에서 데이터선이 두 갈래로 형성되어 있을 수도 있으며, 이 경우 한 갈래가 단선되면 다른 쪽으로 신호가 흐를 수 있다.
수리선과 데이터선은 직접 연결되거나 다른 연결 수단을 통하여 간접적으로 연결될 수 있다.
후자의 경우, 화소 전극과 동일한 층에 동일한 물질로 만들어지는 투명 도전층이 연결 수단의 역할을 하도록 할 수 있다. 이때 투명 도전층은 게이트선 양쪽에 위치한 두 수리선 및 데이터선에 연결된다. 또한 전자의 경우에도 데이터선과 게이트선의 교차점 양쪽에 위치하는 부분의 데이터선과 연결되는 투명 도전층을 더 두어, 교차점에서 데이터선이 단선될 경우 이 투명 도전층이 신호의 통로가 되도록 할 수 있다.
또한, 액정의 이상 배열이 화소의 양쪽에서 다른 폭으로 나타나는 비틀린 네마틱 또는 수직 배향 방식에서는 화소 전극이 수리선과 중첩되는 폭을 좌·우에서 다르게 형성할 수 있다.
화소 전극의 상·하 가장자리가 게이트선과 중첩되도록 형성할 수도 있다.
이처럼, 화소 전극 가장자리와 중첩되는 수리선 또는 게이트선이 화소 전극 가장자리에서 나타나는 누설광을 차단할 수 있기 때문에, 상부 대향 기판에 별도의 광차단막을 형성할 필요가 없으므로 개구율이 증가된다.
이러한 구조의 액정 표시 장치는 게이트 배선을 형성하는 과정에서 수리선을 형성하고, 투명 화소 전극을 형성하는 과정에서 투명 도전 연결 패턴을 형성함으로써 구현될 수 있다.
이처럼, 데이터선 단선 결함의 수리를 위한 보조선이나 연결 패턴을 추가 공정 없이 만들기 때문에 공정을 단순화 할 수 있다.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 데이터 보조선을 가지는 액정 표시 장치의 배선도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 II-II' 및 III-III' 선에 대한 단면도로서, 보조선이 알루미늄(Al) 등의 게이트 배선용 금속으로 데이터선 하부에 데이터선과 게이트선 교차부까지 형성되어 있고, 데이터선과 게이트선 교차부에서는 ITO로 연결되어 있는 구조를 나타낸다.
투명한 절연 기판(10) 위에 가로 방향으로 길게 주사 신호를 전달하는 게이트선(100)이 형성되어 있고, 세로 방향으로는 보조선(110, 120)이 길게 형성되어 있는데, 이 보조선(110, 120)은 게이트선(100)과 연결되지 않도록 게이트선(100) 부근에서 끊겨 있다. 즉, 게이트선(100)을 경계로 두 부분으로 나뉘어 있다. 이때, 보조선(110, 120)의 끝 부분이 각각 일정 각도로 비껴 형성되어 있다.
게이트선(100)과 보조선(110, 120)은 게이트 절연막(200)으로 덮여 있으며, 게이트선(100) 상부의 게이트 절연막(200) 위에는 비정질 규소 등 반도체로 이루어진 채널층(300)이 형성되어 있다. 보조선(110, 120) 상부의 게이트 절연막(100) 위에는 화상 신호를 전달하는 데이터선(400)이 세로 방향으로 길게 형성되어 있고, 그 일부는 채널층(300) 위로 연장되어 소스 전극(S)이 되고, 게이트선(100)을 중심으로 소스 전극(S)의 맞은 편 채널층(300) 위에는 소스 전극(S)과 일정 거리를 두고 드레인 전극(D)이 형성되어 있다. 한편, 데이터선(400), 소스 및 드레인 전극(S, D)과 채널층(300) 사이에는 n+비정질 규소 등 채널층(300)과 소스 및 드레인 전극(S, D)의 접촉 저항을 낮추는 물질로 이루어진 저항성 접촉층(301)이 형성되어 있다.
그 위에는 보호 절연막(500)이 형성되어 있고, 보호 절연막(500) 위에는 게이트선(100)과 데이터선(400)이 교차하여 정의되는 화소 영역 내에 투명 화소 전극(600)이 형성되어 있다. 화소 전극(600)은 ITO(indium-tin-oxide) 등 투명 도전 물질로 이루어져 있으며, 보호 절연막(500)에 뚫린 접촉구(C4)를 통해 드레인 전극(D)과 연결되어 있다.
또한, 화소 전극(600)과 동일한 물질로 투명 도전 연결 패턴(610)이 보조선(110), 게이트선(100)과 데이터선(400)의 교차부, 또 다른 보조선(120)에 걸쳐 형성되어 있다. 이때, 연결 패턴(610)은 게이트 절연막(200) 및 보호 절연막(500)에 뚫린 접촉구(C1, C2)를 통해 데이터선(400) 측면으로 비껴 나온 보조선(110, 120)의 끝 부분과 각각 연결되어 있고, 데이터선(400) 상부에서는 보호 절연막(500)에 뚫린 접촉구(C3)를 통해서 데이터선(400)과 연결되어 있다.
여러 층의 막이 쌓이기 때문에 막이 끊길 우려가 있는 게이트선(100)과 데이터선(400)의 교차점 부근에 앞서 설명한 형태의 연결 패턴(610)이 형성되어 있으므로 교차점에서 데이터선(400)이 끊기더라도 보조선(110, 120)과 연결되어 있는 연결 패턴(610)을 따라 아래의 데이터선(400)으로 신호가 전달된다.
따라서, 단선된 데이터선(400)이 쉽게 수리될 수 있다.
도 4는 도 1의 IV-IV' 선에 대한 단면도로서, 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판과 대향 기판이 정렬된 상태를 나타낸 것이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제1 실시예에 따른 구조에서는 연속하여 다른 신호 전압이 인가되는 데이터선(400)과 인접한 화소 전극(600) 사이에서 용량 커플링이 발생한다. 이때 생기는 용량 커플링은 화소 전극(600) 가장자리 부근의 액정(LC) 배열을 흔들어 놓으므로, 화소 전극(600)의 경계부에서 빛이 새는 현상을 심화시킨다. 이를 방지하기 위해, 상부 대향 기판(20)에는 광차단막(BM)을 두고, 이 광차단막(BM)이 하부 기판(10)의 박막 트랜지스터, 데이터선(400) 및 화소 전극(600) 가장자리를 덮도록 정렬시켜, 액정 분자의 이상 배열이 나타나는 영역을 가려준다.
상부 대향 기판(20)에 화소 전극(600) 가장자리를 따라 대응되도록 광차단막(BM)을 둘 경우, 상·하 기판(10, 20)을 정렬시킬 때 발생하는 오정렬 폭을 고려하여 광차단막(BM) 폭을 결정하여야 한다. 즉, 광차단막(BM)은 실제 액정 분자의 이상 배열 영역보다 오차 범위만큼 넓게 형성되어야 한다. 따라서, 화소 전극(600)과 겹쳐지는 광차단막(BM)의 폭(L)은 이상 배열 영역보다 넓어지며, 이는 결과적으로 개구율을 감소시킨다.
본 발명의 제2 실시예를 도시한 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 실시예에서 나타나는 개구율 감소의 문제를 해결하기 위해 하판(10)의 데이터선(400)의 폭을 화소 전극(600)과 중첩하도록 좌·우로 일정 폭(L1, L2) 확장시킴으로써, 화소 전극(600) 가장자리에서 나타나는 액정(LC)의 이상 배열을 가려줄 수 있다. 나머지 구조는 제1 실시예와 동일하다.
그러나, 데이터선(400)과 화소 전극(600) 사이의 거리가 제1 실시예에 비해 줄어들어 용량 커플링이 증가하고 표시 화질 저하가 증가한다. 보호 절연막(500)의 두께를 두껍게 형성하면 이러한 문제를 줄일 수 있으나, 통상적으로 사용되고 있는 화학적 기상 증착(chemical vapor deposition:CVD) 방법상의 제한으로 인해 수백 nm 두께 이상으로는 형성하기 어렵다. 이를 극복하기 위해 수 μm의 유기 물질로 보호막을 형성할 수도 있지만, 투과율이 감소하는 또 다른 문제점이 발생할 수 있다.
제3 실시예에서는 제1 실시예에서와 마찬가지로 화소 전극과 데이터선 사이의 거리는 상대적으로 멀게 가져가고, 대신 그 하부에 놓인 보조선의 폭을 크게 하여 광차단막을 대체하는 구조를 제시한다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 보조선을 갖는 액정 표시 장치의 배선도이고, 도 7은 도 6의 VII-VII' 선에 대한 단면도이다.
도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 앞선 제1 및 제2 실시예와 마찬가지로 게이트선(100), 채널층(300) 및 저항성 접촉층(301), 보조선(110, 120), 투명 화소 전극(600), 연결 패턴(610) 등이 형성되어 있다.
제3 실시예에서는 보조선(110, 120)이 데이터선(400)보다 넓은 폭으로 형성되어 있으며, 양쪽의 화소 전극(600)과는 가장자리가 일부 중첩되어 있어서, 데이터선(400)을 따라 나타나는 액정(LC)의 이상 배열 영역은 보조선(110, 120)에 의해 가려진다.
이처럼, 상부 대향 기판(20)에 화소 전극(600) 가장자리를 따라 대응되는 광차단막(BM)을 두는 경우 광차단막(BM)을 상·하 기판(10, 20)의 오정렬 오차를 고려하여 넓게 형성해야 하는 것과는 달리, 보조선(110, 120)이 이상 배열 영역에 해당하는 폭만큼 화소 전극(600)과 중첩되면 되므로 개구율이 향상된다.
이러한 구조를 가지는 기판(10)과 대응될 상부 대향 기판(20)의 광차단막(BM)은 박막 트랜지스터 및 게이트선(100)의 가장자리를 덮도록 가로 방향으로만 형성된다.
도 7에 도시한 바와 같이, 보조선(110, 120)이 화소 전극(600)과 중첩되는 폭을 디스클리네이션(disclination), 즉 액정의 이상 배열이 나타나는 영역과 나타나지 않는 영역에 대해 다르게 형성할 수도 있다. 즉, 비틀린 네마틱(twisted nematic:TN) 방식의 액정 모드에서, 액정의 꼬인 방향이 하부 박막 트랜지스터 기판(10)을 쪽에서 볼 때 반시계 방향이면, 디스클리네이션이 생기는 영역은 오른쪽이므로, 오른쪽의 중첩 폭(L4)을 왼쪽의 중첩 폭(L3)보다 넓게 하여 디스클리네이션 영역이 보조선(110, 120)에 의해 가려지도록 한다.
이러한 실시예는 수직 배향(vertical alignment:VA) 방식의 액정 모드에 적용할 경우 더욱 효과적인데, 이는 수직 배향 방식의 경우 디스클리네이션이 생기는 영역이 매우 좁아 보조선(110, 120)이 화소 전극(600)과 중첩되는 영역(L4)을 넓게 할 필요가 없어 개구율이 더 증대되기 때문이다.
다음, 도 8은 본 발명의 제4 실시예를 도시한 배치도로서, 기본 구조는 제3 실시예와 동일하며, 단지 화소 전극(600)이 게이트선(100) 쪽으로 연장되어 중첩되어 있는 구조이다.
이 경우, 화소 전극(600)이 보조선(110, 120)과 일정 폭 겹쳐져 있을 뿐 아니라 게이트선(100)과도 중첩되어 있기 때문에 데이터선(400) 및 게이트선(100)을 따라 화소 전극(600) 바깥에서 나타나는 액정의 이상 배열 영역은 게이트선(100) 및 보조선(110, 120)에 의해 가려진다.
따라서, 상부 대향 기판에는 게이트선(100)과 데이터선(400)이 교차하는 부분 및 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되어 있는 부근에 대응되는 영역에만 광차단막(BM)을 형성하면 되므로 개구율이 한층 증대된다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 보조선을 갖는 액정 표시 장치의 배선도이고, 도 10은 도 9의 X-X' 선에 대한 단면도로서, 투명 연결 패턴이 없이 보조선만으로 데이터선의 단선 결함을 수리하는 것이 가능한 구조에 관한 것이다.
도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 앞 선 제1 내지 제4 실시예와 마찬가지로 게이트선(100), 채널층(300) 및 저항성 접촉층(301), 보조선(110, 120), 투명 화소 전극(600) 등이 형성되어 있다.
제5 실시예에서는 게이트선(100)과 동일한 층에 동일한 물질로 형성되어 있는 보조선(110, 120)이 비껴 형성된 부분이 없이 일직선으로 뻗어 있으며, 화소 전극(600)과 일정 폭 중첩되어 있어서 광차단막의 역할을 한다. 또한, 보조선(110, 120)은 게이트 절연막(200)에 뚫린 접촉구(C5, C6)를 통해 데이터선(400)과 연결되어 있다. 그러나, 데이터선(400)이 보조선(110, 120)과 반드시 연결되어 있을 필요는 없다. 이때는, 데이터선(400)이 단선될 경우에만 보조선(110, 120)과 데이터선(400)을 레이저 단락시켜 수리할 수 있다.
또한, 게이트선(100)과 교차하는 부분에서 데이터선(400)이 두 개의 부분(410, 420)으로 나뉘어 있어서 한 부분(410)이 단선되면 나머지 한 부분(420)에 의해 신호가 전달될 수 있다. 따라서, 앞선 실시예와 같은 투명 연결 패턴(도 1의 도면 부호 610)이 꼭 필요하지는 않다. 다른 부분의 구조는 제1 실시예와 유사하다.
마지막으로 본 발명의 제6 실시예에 따른 보조선 구조를 설명한다.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배선도이고, 도 12는 도 11의 XII-XII' 선에 대한 단면도이다.
도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 보조선(110, 120)보다 좁은 폭으로 데이터선(400)이 보조선(110, 120)을 따라 세로 방향으로 형성되어 있고, 보조선(110, 120)과는 게이트 절연막(200)에 뚫린 접촉구(C5, C6)를 통해 연결되어 있다. 데이터선(400)의 상부에는 보호 절연막(500)이 형성되어 있으며, 보호 절연막(500) 위에는 양쪽 보조선(110, 120)에 걸쳐 데이터선(400)과 게이트선(100)의 교차부를 덮는 형태로 보호 절연막(500) 위에 투명 연결 패턴(610)이 형성되어 있다. 이 투명 연결 패턴(610)은 투명 화소 전극(600)과 같은 물질로 형성되어 있으며, 보호 절연막(500)에 형성되어 있는 접촉구(C7, C8)를 통해 데이터선(400)과 연결되어 있다. 앞선 실시예와 마찬가지로, 보조선(110, 120)은 화소 전극(600)의 가장자리를 따라 일정 폭 중첩해 있어서, 광차단막의 역할을 한다.
도 12에서 A 부분의 데이터선(400)은 연결되어 있어야 하나, 단선이 발생한 경우를 보여주기 위하여 끊어진 것으로 도시하였다. 다른 부분의 구조는 다른 실시예들과 유사하다.
게이트선(100)과 데이터선(400)의 교차부처럼, 게이트선(100), 게이트 절연막(200), 채널층(300), 그리고 데이터선(400) 등의 막들이 여러 층 형성되어 있는 곳에서는, 막의 단차부에서 데이터선(400)이 끊어지는 것과 같은 결함(A)이 발생하기 쉽다.
그러나, 이처럼 데이터선(400)에 보조적인 도전성 연결 패턴(610)이 더 형성되어 있는 경우에는 연결 패턴(610)을 통해 아래 부분으로 데이터 신호가 전달될 수 있다.
그러면, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 제조하는 방법에 대하여 다음에서 설명한다.
도 13a 내지 도 13e는 도 6 및 도 7에 제시한 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 순서적으로 도시한 배치도로서, 게이트 배선 형성 과정에서 보조선을 형성하고, 보조선과 접촉구를 통해 연결되는 보조 연결 패턴을 투명 화소 전극의 형성 과정에서 데이터선과 게이트선의 교차부에 형성하되, 보조선의 폭을 데이터선의 폭보다 넓게 형성하여 화소 전극과 중첩되도록 하는 것을 특징으로 한다.
먼저, 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo)과 같은 게이트 배선용 금속을 증착하고 패터닝하여 게이트선(100)과 데이터 보조선(110, 120)을 동시에 형성한다(도 13a 참조).
질화 규소 등으로 게이트 절연막(200)을 증착하고, 그 위에 비정질 규소와 n+비정질 규소를 연속적으로 증착한 다음, 패터닝하여 게이트선(100) 위에 채널층(300) 및 n+비정질 규소층(301)을 형성한다(도 13b 참조).
크롬(Cr) 등의 데이터 배선용 금속을 증착하고 패터닝하여 데이터선(400), 소스 및 드레인 전극(S, D) 등과 같은 데이터 배선을 형성한다. 이때, 데이터선(400)은 보조선(110, 120)보다 좁은 폭으로 형성한다. 이어, 데이터 배선을 마스크로 하여 노출된 n+비정질 규소층(301)을 식각하여 저항성 접촉층(301)을 형성한다(도 13c 참조).
그 위에 보호 절연막(500)을 형성하고, 보조선의 양단(110, 120) 상부의 게이트 절연막(200)과 보호 절연막(500), 그리고 데이터선(400) 상부와 드레인 전극(D) 상부의 보호 절연막(500)을 제거하여 접촉구(C1, C2, C3, C4)를 형성한다(도 13d 참조).
마지막으로, ITO를 증착하고 패터닝하여 화소 전극(600)과 연결 패턴(610)을 형성한다. 이때, 드레인 전극(D) 상부에 있는 접촉구(C4)를 통해 화소 전극(600)이 드레인 전극(D)과 접촉하며, 접촉구(C1, C3, C2)를 통해서 연결 패턴(610)이 보조선(110, 120) 및 데이터선(400)과 접촉됨으로써, 보조선(110, 120)이 데이터선(400)과 전기적으로 연결된다. 또한, 화소 전극(600)은 보조선(110, 120)과 좌우에서 동일한 폭 또는 서로 다른 폭으로 중첩되도록 형성한다. 게이트선(100)과 화소 전극(600)의 상·하 가장자리가 중첩되도록 형성할 수도 있다(도 13e 참조).
제1 실시예 및 제2 실시예 및 제4 실시예의 구조를 가지는 액정 표시 장치도 위의 방법과 유사한 방법으로 형성한다. 다만, 제1 실시예의 경우, 보조선(110, 120)의 폭을 데이터선(400)의 폭보다 좁게 형성하고, 데이터선(400)은 화소 전극(600)과 중첩되지 않도록 형성하며, 제2 실시예의 경우, 데이터선(400)의 폭을 크게 하여 화소 전극(600)과 중첩되도록 한다. 제4 실시예의 경우, 화소 전극(600)이 게이트선(100)과 중첩되도록 형성한다.
다음은 도 14a 내지 도 14c를 참고로 하여 도 9 및 도 10에 제시된 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명한다.
도 14a 내지 도 14c는 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 공정 순서에 따라 도시한 배선도로서, 보조선을 게이트선 형성 과정에서 형성하고, 이 보조선이 접촉구를 통해 상부에 형성되어 있는 데이터선과 전기적으로 연결되도록 형성하며, 게이트선과 데이터선이 교차하는 부근에서는 데이터선을 두 갈래로 형성하되, 보조선의 폭을 데이터선의 폭보다 넓게 형성하여 화소 전극과 중첩되도록 형성하는 것을 특징으로 한다.
도 13a에서와 같이, 게이트선(100) 및 보조선(110, 120)을 동시에 형성하고, 그 위에 게이트 절연막(200), 비정질 규소층(300), n+비정질 규소층(301)을 차례대로 적층한 후, 두 층(300, 301)을 패터닝한다. 게이트 절연막(200)을 패터닝하여 보조선(110, 120) 상부에 접촉구(C5, C6)를 형성한다(도 14a 참조).
다음, 데이터 배선용 금속을 증착하고 패터닝하여 데이터선(400)과 소스 및 드레인 전극(S, D)을 형성한다. 이때, 데이터선(400)과 게이트선(100)의 교차부에서는 데이터선(400)이 두 갈래(410, 420)로 나뉘도록 패터닝하며, 보조선(110, 120)보다는 그 폭을 좁게 형성한다. 이 과정에서 접촉구(C5, C6)를 통해 데이터선(400)이 보조선(110, 120)과 연결된다(도 14b 참조).
그 후, 보호 절연막(500)을 증착하고 패터닝하여 드레인 전극(D) 상부에 접촉구(C5)를 형성한다. 그 위에 ITO 와 같은 투명 도전 물질을 증착하고 패터닝하여 화소 전극(600)을 형성한다. 이때, 화소 전극(600)은 보조선(110, 120)과 중첩하며, 접촉구(C4)를 통해 드레인 전극(D)과 접촉한다(도 14c 참조).
마지막으로, 도 15a 내지 도 15c를 참고로 하여 도 11 및 도 12에 도시된 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명한다.
도 15a 내지 도 15c는 제6 실시예의 제조 방법을 공정 순서에 따라 도시한 평면도로서, 제4 실시예에 따른 제조 방법에서와 같이 보조선 폭을 데이터선보다 넓게 형성하고 화소 전극과는 일정 폭 중첩되도록 형성하며, 투명 화소 전극을 패터닝하는 과정에서 데이터선과 접촉구를 통해 연결되는 투명 보조 연결 패턴을 더 형성하는 것을 특징으로 한다.
도 14a에서와 마찬가지로 게이트선(100)과 보조선(110, 120), 게이트 절연막(200)과 접촉구(C5, C6), 비정질 실리콘층(300) 및 n+비정질 실리콘층(301) 등을 형성한 후, 데이터 배선용 금속을 증착하고 패터닝하여 데이터선(400)과 소스 및 드레인 전극(S, D)을 형성하는데, 데이터선(400)의 폭은 보조선(110, 120)의 폭보다 좁게 형성한다. 이 과정에서, 접촉구(C5, C6)를 통해 데이터선(400)이 보조선(110, 120)과 연결된다(도 15a 참조).
보호 절연막(500)을 증착하고 패터닝하여 게이트선(100) 양쪽의 데이터선(400) 및 드레인 전극(D)을 드러내는 접촉구(C7, C8, C4)를 각각 형성한다(도 15b 참조).
ITO와 같은 투명 도전 물질을 증착하고 패터닝하여 화소 전극(600) 및 보조 연결 패턴(610)을 형성한다. 이때, 화소 전극(600)이 보조선(110, 120)과 일정 폭으로 중첩되고 보조 연결 패턴(610)이 양 보조선(110, 120)에 걸쳐 게이트선(100)과 데이터선(400)의 교차부를 덮는 형태로 투명 도전 물질을 패터닝한다. 이 과정에서 보조 연결 패턴(610)은 접촉구(C7, C8)를 통해 데이터선(400)과 접촉된다(도 15c 참조).
이상에서와 같이, 게이트 배선 형성 과정에서 보조선을 형성함으로써 보조선 형성을 위한 별도의 금속 증착 공정 및 패터닝 공정이 필요하지 않다. 또한, 보조선 폭을 데이터선보다 넓게 화소 전극과 겹치게 형성하여 광차단막의 역할을 하도록 함으로써, 상부 기판에 광차단막을 따로 형성할 필요가 없다. 따라서, 공정이 단순해지고 개구율이 커진다.

Claims (20)

  1. 투명한 절연 기판,
    상기 기판 위에 제1 방향으로 형성되어 있는 게이트선,
    상기 게이트선과 같은 층에 같은 물질로 제2 방향으로 길게 형성되어 있으며 상기 게이트선을 경계로 분리된 다수의 부분으로 이루어진 보조선,
    상기 게이트선 및 상기 보조선을 덮는 제1 절연층,
    상기 보조선을 따라 상기 제1 절연층 위에 제2 방향으로 형성되어 있는 데이터선,
    상기 제1 절연층 위에 형성되어 있으며 상기 게이트선 위에 위치하는 채널층,
    상기 데이터선 및 상기 채널층과 연결되어 있는 소스 전극,
    상기 게이트선에 대해 상기 소스 전극의 맞은 편에 위치하며 상기 채널층과 연결되어 있는 드레인 전극,
    상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 있으며 상기 보조선과 절연되어 중첩되어 있는 투명 화소 전극
    을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 보조선은 상기 데이터선보다 넓은 폭으로 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 데이터선은 상기 보조선과 전기적으로 연결되어 있는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 게이트선 양쪽의 상기 보조선 부분을 상기 데이터선에 연결하는 연결 수단을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 데이터선 및 소스 및 드레인 전극을 덮고 있는 제2 절연층을 더 포함하며, 상기 제2 절연층은 상기 드레인 전극을 드러내는 제1 접촉구를 가지고 있으며 상기 화소 전극은 상기 제1 접촉구를 통하여 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 및 제2 절연층에는 상기 보조선을 드러내는 제2 접촉구가 뚫려 있으며, 상기 연결 수단은 상기 제2 절연층 위에 상기 화소 전극과 동일한 물질로 형성되어 있고 상기 제2 접촉구를 통하여 상기 보조선과 연결되어 있는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제2 절연층에는 상기 데이터선을 드러내는 제3 접촉구가 뚫려 있으며, 상기 제3 접촉구를 통해 상기 연결 수단이 상기 데이터선과 연결되어 있는 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 보조선은 상기 데이터선을 따라 형성되어 있으며, 상기 보조선의 끝 부분이 상기 데이터선으로부터 비껴나오도록 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 화소 전극은 제2 방향을 따라 양쪽에서 상기 보조선과 서로 다른 폭으로 중첩되는 액정 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 화소 전극은 제1 방향을 따라 상기 게이트선과 중첩되는 액정 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 데이터선은 상기 제1 절연층에 형성되어 있는 제1 접촉구를 통해 상기 보조선과 연결되어 있는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 데이터선을 덮는 제2 절연층을 더 포함하며, 상기 제2 절연층에 형성되어 있고 상기 게이트선 양쪽에 위치한 상기 제2 절연층의 제2 접촉구를 통하여 상기 데이터선과 연결되어 있는 투명 도전막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  13. 제11항에서,
    상기 데이터선은 상기 게이트선과 교차하며 상기 데이터선은 상기 게이트선과 교차하는 부분에서 두 개의 선으로 나뉘어 있는 액정 표시 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에서,
    상기 화소 전극은 제2 방향을 따라 양쪽에서 상기 보조선과 서로 다른 폭으로 중첩하는 액정 표시 장치.
  15. 기판 위에 게이트선과 데이터 보조선을 동시에 형성하는 단계,
    게이트 절연막을 적층하는 단계,
    상기 보조선과 전기적으로 연결되는 데이터선을 형성하는 단계,
    상기 데이터선을 덮는 보호 절연막을 증착하는 단계,
    상기 보호 절연막 위에 투명 도전층을 적층하는 단계,
    상기 투명 도전층을 패터닝하여 상기 보조선과 가장자리가 중첩하도록 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 데이터선은 상기 보조선보다 좁은 폭으로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 화소 전극은 상기 게이트선과 가장자리가 중첩되도록 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제16항에서,
    상기 데이터선은 상기 게이트선과 교차하며, 상기 데이터선은 상기 게이트선과 교차하는 부분에서 두 개의 나뉜 부분을 갖도록 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제16항에서,
    상기 데이터선과 상기 게이트선은 서로 교차하여 중첩하도록 형성하며, 상기 투명 도전층을 패터닝하여 상기 데이터선을 상기 데이터선과 상기 게이트선의 교차점 양쪽에서 연결하는 연결 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19항에서,
    상기 보호 절연막은 상기 데이터선과 상기 게이트선의 교차점 양쪽에서 상기 데이터선을 각각 드러내는 개구부를 가지고, 상기 연결 패턴은 상기 개구부를 통해 상기 데이터선과 연결되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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