KR100315919B1 - 액정표시장치및그제조방법 - Google Patents
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Abstract
절연 기판 위에 게이트선 및 게이트 패드 등의 게이트 배선이 크롬막/알루미늄-네오디뮴막의 이중막으로 형성되어 있고, 게이트 배선은 게이트 절연막에 의해 덮여 있다. 게이트 절연막 위에는 게이트선 상부에 반도체층이 형성되어 있고, 데이터선, 데이터 패드, 화소 전극선 및 화소 전극이 형성되어 있다. 그 위에 2,000∼4,500Å 두께의 층간 절연막이 덮여 있으며, 층간 절연막 위에는 크롬막/ITO막으로 이루어진 이중막으로 공통 전극선이 형성되어 있다. 이 공통 전극선은 화소 전극선과 중첩되어 있어서, 공통 전극선과 화소 전극선 사이에 유지 용량을 형성한다. 게이트 패드 상부에는 공통 전극선과 동일한 이중막으로 게이트 패드부 패턴이 형성되어 있는데, 게이트 패드 상부의 층간 절연막 및 게이트 절연막 및 게이트 패드의 상부막인 알루미늄-네오디뮴막이 제거된 접촉구를 통해서 게이트 패드의 크롬막과 접촉되어 있다.
Description
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 횡전계 구동 방식 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 두 장의 기판 사이에 액정을 주입하고, 액정에 가하는 전계를 달리하여 광 투과량을 조절하는 구조로 되어 있다.
횡전계 구동 방식 액정 표시 장치는 한 기판 위에 대향 전극과 화소 전극이 모두 형성되어 있으며, 각 전극에 전압이 인가되면 기판에 대해 수평한 방향의 전계가 형성되므로 액정 분자들은 수평 전계에 따라 기판과 평행한 면 내에서 회전한다. 따라서, 거시적으로 관찰되는 액정의 굴절율이 다른 방식의 표시 장치에 비해 작으므로 상대적으로 높은 대비비와 넓은 시야각을 구현할 수 있다. 따라서, 기판이 대형화되고 있는 최근의 추세에 따라, 횡전계 구동 방식 액정 표시 장치가 각광받고 있다.
종래의 기술에 따른 횡전계 액정 표시 장치에서는, 게이트선 및 게이트선과 평행한 공통 전극선 및 공통 전극선으로부터 뻗어나온 다수의 공통 전극이 절연 기판 위, 즉 동일한 층에 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막이 덮여 있다. 게이트 절연막 위에는 데이터선, 소스 및 드레인 전극, 화소 전극선 및 화소 전극이 형성되어 있으며, 화소 전극이 공통 전극과 교대로 위치하는 형태로 화소 전극선으로부터 연장되어 있다. 이때, 데이터선 및 공통 전극 및 화소 전극은 서로 평행하게형성되어 있어서, 공통 전극 및 화소 전극 사이에 횡전계가 형성되며, 화소 전극선과 공통 전극선은 게이트 절연막을 매개로 하여 서로 중첩되어 있어서, 그 사이에 유지 용량이 형성된다.
이러한 종래의 횡전계 방식의 액정 표시 장치의 구조에서는 공통 전극선 및 공통 전극의 공통 배선과 게이트 전극 및 게이트선의 게이트 배선이 동일한 층에 형성되어 있기 때문에, 두 배선 사이에 단락이 발생할 우려가 있다.
또한, 데이터선과 인접해 있는 공통 전극이 데이터선과 중첩되어 있지 않으므로, 공통 전극과 데이터선 사이의 이격된 부분을 통하여 입사된 빛에 의해 측면 수직 크로스 토크(vertical crosstalk)가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 공통 전극과 데이터선을 일부 중첩시킬 수도 있지만, 이 경우 데이터선에 부하가 크게 걸려 RC 신호 지연이 발생하게 된다. 결과적으로, 단일 주사(single scan)를 구현하는 것이 어려워진다. 배선 재료로 알루미늄-네오디뮴(AlNd) 또는 몰리브덴-텅스텐(MoW) 등의 저저항 물질을 사용하면, 단일 주사 방식이 가능하지만, 이러한 금속들은 부식되기 쉬워 패드부에서의 신뢰성이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 공통 전극선과 화소 전극선이 4500Å 이상으로 두꺼운 게이트 절연막을 사이에 두고 형성되어 있기 때문에 충분한 유지 용량을 확보하기 위해서는 공통 전극선 및 화소 전극선의 중첩 면적을 넓여야 한다. 따라서, 개구율에서 불리하다.
본 발명의 과제는 대형 기판에서 측면 크로스토크가 발생하지 않으면서 단일주사가 가능한 액정 표시 장치를 구현하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 유지 용량을 감소되지 않으며 개구율은 증가되는 액정 표시 장치를 구현하는 것이다.
본 발명이 다른 과제는 액정 표시 장치의 기판 검사의 신뢰성을 높이기 위한 패드 구조를 가지는 액정 표시 장치를 구현하는 것이다.
도 1은 액정 표시 장치의 배선을 개략적으로 나타낸 배선도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배선도이고,
도 3은 도 2의 III-III' 선에 대한 단면도이고,
도 4는 도 2의 IV-IV' 선에 대한 단면도이고,
도 5는 도 2의 V-V' 선, 즉 게이트 패드부에 대한 단면도이고,
도 6은 도 2의 VI-VI' 선, 즉 데이터 패드부에 대한 단면도이고,
도 7은 도 2의 VII-VII' 선에 대한 단면도이고,
도 8은 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 평면도이고,
도 9는 도 8의 IX-IX' 선에 대한 단면도이고,
도 10은 도 1의 B 부분을 확대하여 나타낸 평면도이고,
도 11은 도 10의 XI-XI' 선에 대한 단면도이고,
도 12a 내지 도 12c 및 도 13a 내지 도 13c는 게이트 패드부의 형성 단계를 공정 순서에 따라 나타낸 평면도 및 단면도이고,
도 14a 내지 도 14d 및 도 15a 내지 도 15d는 데이터 패드부의 형성 단계를 공정 순서에 따라 나타낸 평면도 및 단면도이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 횡전계 구동 방식 액정 표시 장치에서는 공통 전극 배선과 게이트 배선이 게이트 절연막과 층간 절연막을 사이에 두고 형성되어 있다.
따라서, 공통 전극 배선과 게이트 배선 사이의 단락이 발생하지 않는다.
또한, 화소 전극선과 공통 전극선은 층간 절연막을 사이에 두고 중첩되어 있을 수 있는데, 층간 절연막의 두께를 2,000∼4,500Å 범위에서 조절하여 유지 용량을 조절할 수 있다. 층간 절연막의 두께를 얇게 가져갈수록 화소 전극선과 공통 전극선의 중첩 면적을 줄일 수 있어서, 개구율이 증가한다.
게이트 배선은 크롬막/알루미늄-네오디뮴막의 이중막으로 형성되어 있을 수 있다.
또한, 게이트선의 끝에 게이트 패드가 형성되어 있고, 층간 절연막 및 게이트 절연막 및 알루미늄-네오디뮴막이 제거되어 게이트 패드의 하부막인 크롬막을 드러내는 형태로 뚫린 접촉구를 통해 크롬막과 접촉하는 게이트 패드부 패턴이 형성되어 있을 수 있다. 이때, 이 게이트 패드부 패턴은 상부막이 ITO막인 이중막으로 되어 있는 것이 바람직하다.
데이터선의 끝에는 데이터 패드가 형성되어 있고, 데이터선을 드러내는 형태로 층간 절연막에 뚫려 있는 접촉구를 통해 데이터 패드와 접촉하는 데이터 패드부 패턴이 게이트 패드부 패턴과 동일한 재질의 이중막으로 형성되어 있을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 횡전계 방식 액정 표시 장치의 제조 방법에서는, 게이트 배선용 금속막을 이중으로 연속 증착하고 식각하여 게이트선, 게이트 전극 및 게이트 패드를 포함하는 게이트 배선을 형성한 다음, 그 위에 게이트 절연막을 증착한다. 게이트 전극 상부의 게이트 절연막 위에 반도체층을 형성하고, 그 위에 데이터 배선용 금속막을 증착한 다음, 식각하여 데이터선, 소스 및 드레인 전극을 포함하는 데이터 배선과 화소 전극선 및 화소 전극을 포함하는 화소 전극 배선을 형성한다. 다음, 전면적으로 층간 절연막을 증착하고, 연속하여 이중 금속막을 증착하고 식각하여, 화소 전극선과 중첩하는 공통 전극선 및 화소 전극과 평행한 공통 전극을 형성한다.
게이트 배선용 이중 금속막을 식각하여, 제1 및 제2 게이트 쇼팅 바와 제1 및 제2 데이터 쇼팅 바를 형성하고, 데이터 배선용 금속막을 식각하여 제3 데이터 쇼팅 바를 형성할 수 있다. 또한, 층간 절연막 및 게이트 절연막을 식각하여 제1 게이트 쇼팅바, 제1 및 제2 데이터 쇼팅 바, 게이트 패드의 끝 부분 및 데이터 패드의 끝 부분을 일부 드러내는 접촉구를 형성하고, 공통 배선용 이중 금속막을 식각하여, 제1 게이트 쇼팅바와 짝수번째 게이트 패드의 끝 부분을 접촉구를 통해 서로 연결하는 제1 연결 패턴, 연속된 세 개의 데이터 패드 중 하나의 끝 부분과 제1데이터 쇼팅바를 접촉구를 통해 서로 연결하는 제2 연결 패턴, 그리고 연속된 세 개의 데이터 패드 중 제2 연결 패턴에 접촉되어 있지 않은 데이터 패드 중 하나의 끝 부분과 제2 데이터 쇼팅바를 접촉구를 통해 연결하는 제3 연결 패턴을 형성할 수 있다.
게이트 배선의 상부막은 알루미늄-네오디뮴 등의 저저항막으로 형성하는 것이 바람직하며, 제1 게이트 쇼팅바, 제1 및 제2 데이터 쇼팅 바 및 게이트 패드의 끝 부분을 드러내는 접촉구를 형성하는 단계에서 이 알루미늄-네오디뮴막은 제거해 내는 것이 바람직하다.
공통 전극 배선용 이중막을 식각하여 게이트 패드 및 데이터 패드 상부의 층간 절연막 위에 게이트 패드부 패턴 및 데이터 패드부 패턴을 형성할 수 있으며, 이때, 이 패드부 패턴의 상부막은 외부로 드러날 부분이므로 ITO 막으로 형성하는 것이 바람직하다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에서는 게이트 배선의 상부막을 저저항막으로 형성하고, 수직 크로스토크를 줄이기 위해 공통 전극 배선을 데이터 배선 상부에 둠으로써, 단일 주사 방식으로 신호를 인가할 수 있다. 또한, 공통 전극 배선과 게이트 배선이 절연막 두 층을 사이에 두고 서로 다른 층에 형성되어 있기 때문에 두 배선 사이의 단락이 발생하지 않으며, 게이트 배선을 이중막으로 형성하되 상부막을 저저항 금속으로 형성하고, 패드부에서는 게이트 패드의 상부막을 제거함으로써, 외부 공기에 의한 부식 현상을 제거한다. 이 패드와 접촉하는 패드부 패턴은 상부막이 ITO인 이중막으로 형성함으로써, 외부 구동 회로와의 접촉 및 외부 공기 접촉으로부터 소자가 보호되도록 한다. 또한, 유지 용량을 형성하는 화소 전극선과 공통 전극선이 비교적 얇은 두께의 층간 절연막을 사이에 두고 중첩하므로, 이들 배선의 중첩 면적을 종래보다 줄이더라도 충분히 원하는 유지 용량을 얻을 수 있기 때문에, 개구율을 향상시킬 수 있다. 게이트 배선과 데이터 배선을 각각 두 개의 쇼팅바와 세 개의 쇼팅바로 나눠 묶을 수 있어서, 화소 결함의 검출에도 유리하다.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 횡전계 구동 방식 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 배선을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 절연 기판(1) 위에 다수의 게이트선(100) 및 다수의 데이터선이 서로 절연되어 교차하며, 게이트선(100) 및 데이터선(200)의 끝에는 주사 신호 및 화상 신호를 외부로부터 입력받기 위한 게이트 및 데이터 패드(10, 20)가 형성되어 있다. 또한, 홀수번째 및 짝수번째 게이트선(100)을 각각 나누어 묶는 제1 및 제2 게이트 쇼팅바(11, 12)와 (3n), (3n+1) 및 (3n+2) 번째 데이터선 (200)을 각각 나누어 묶는 제1 내지 제3 데이터 쇼팅 바(21, 14, 13)가 각각 세로 방향 및 가로 방향으로 형성되어 있다.
이러한 액정 표시 장치의 화소에 대한 구체적인 실시예를 도2 내지 도4를 참고로 하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 횡전계 구동 방식 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배선도이고, 도 3은 도 2의 III-III' 선에 대한 단면도이고, 도 4는 도 2의 IV-IV' 선에 대한 단면도이고, 도 5는 도 2의 V-V' 선, 즉 게이트 패드부에 대한 단면도이고, 도 6은 도 2의 VI-VI' 선, 즉 데이터 패드부에 대한 단면도이고, 도 7은 도 2의 VII-VII' 선에 대한 단면도이다.
도 2 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 절연 기판(1) 위에 500Å 정도 두께의 크롬(Cr)막(101) 및 2,500Å 두께의 알루미늄-네오디뮴(AlNd)막(102)으로 이루어진 이중막으로 게이트선(100)이 가로 방향으로 형성되어 있고, 게이트선(100)의 끝에는 게이트 패드(1010)가 형성되어 있다. 게이트선(100) 및 게이트 패드(1010)와 같은 게이트 배선 위에는 게이트 절연막(2)이 4,500Å 정도 두께로 덮여 있다.
게이트선(100) 상부의 게이트 절연막(2) 위에는 비정질 규소층 등의 반도체층(30)이 형성되어 있다. 이때, 반도체층(30) 하부에 대응되는 게이트선(100)이 게이트 전극이 된다. 또한, 3,000∼4,500Å 정도 두께의 크롬막, 저저항인 몰리브덴-텅스텐(MoW)막 또는 크롬막/알루미늄-네오디뮴막으로 이루어진 데이터선(200)이 세로 방향으로 형성되어 있고, 데이터선(200)의 한쪽 끝에는 데이터 패드(2010)가 형성되어 있다. 데이터선(200)으로부터 소스 전극(210)이 연장되어 반도체층(30)의 한쪽 가장자리와 중첩되며, 반대쪽 가장자리에는 드레인 전극(220)이 중첩되어 있다. 소스 및 드레인 전극(220)과 반도체층(30) 사이에는 전기적 접촉 특성을 좋게 하기 위한 접촉층(31)이 도핑된 비정질 규소 등의 물질로 형성되어 있다. 드레인 전극(220)으로부터 제1 화소 전극선(221)이 연장되어 있고, 제1 화소 전극선(221)으로부터 수직하게 화소 전극(222)이 연장되어 있으며, 제1 화소 전극선(221)의 반대편에서 화소 전극(222)의 끝부분을 연결하는 형태로 제2 화소 전극선(223)이 형성되어 있다.
소스 및 드레인 전극(210, 220), 데이터 패드(2010), 데이터선(200), 화소 전극(222) 및 제1 및 제2 화소 전극선(221, 223)은 2,000∼4,500Å 정도의 두께를 가지는 층간 절연막(3)에 의해 덮여 있다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 게이트 패드(1010) 및 데이터 패드(2010) 상부의 층간 절연막(3) 및 게이트 절연막 (2)의 일부가 제거되어 게이트 패드(1010) 및 데이터 패드(2010)가 드러나도록 접촉구(C1, C2)가 형성되어 있다. 이때, 게이트 패드(1010)의 상부막(1012)인 알루미늄-몰리브덴막은 층간 절연막(3) 및 게이트 절연막(2)과 함께 제거되어 있다.
층간 절연막(3) 위에는 각각 500∼1,500Å 및 500Å 정도의 두께를 가지는 크롬막(111, 121) 및 ITO 막(112, 122)의 이중막으로 제1 및 제2 공통 전극선(110, 130), 공통 전극(120) 등의 공통 배선이 형성되어 있다. 제1 공통 전극선(110)은 게이트선(100)과 평행하게 형성되어 있고, 제1 공통 전극선(110)으로부터 수직하게 연장된 다수의 공통 전극(120)이 화소 전극(222)과 번갈아 위치하도록 형성되어 있으며, 제1 공통 전극선(110)의 반대편에서 공통 전극(120)의 끝부분을 하나로 묶는 형태로 제2 공통 전극선(130)이 형성되어 있다. 이처럼, 공통 배선의 전체 두께가 비교적 얇기 때문에, 단차가 최소화되고, 후 공정인 러빙 공정이 용이하게 된다.
도 5 및 도 6에 나타난 바와 같이, 게이트 패드(1010) 및 데이터 패드(2010) 상부에는 공통 배선과 동일한 재질 및 두께의 이중막으로 게이트 패드부 패턴(1020) 및 데이터 패드부 패턴(2020)이 각각 형성되어 있는데, 접촉구(C1, C2)를 통해 게이트 패드(1010) 및 데이터 패드(2010)와 접촉되어 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 게이트 패드(1010)의 상부막(1012)인 알루미늄-몰리브덴막이 제거되어 있으므로, 게이트 패드부 패턴(1020)은 게이트 패턴(1010)의 하부막(1011)인 크롬막과 접촉되어 있다. 결국, 게이트 및 데이터 패드부는 크롬막/크롬막/ITO막 구조를 가진다.
공통 배선 위에는 2,000Å 정도의 두께로 보호막(4)이 덮여 있으며, 게이트 및 데이터 패드부 패턴(1020, 1020) 상부에서는 보호막(4)이 제거되어 있다.
도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예에서는 게이트 전극(100) 등의 게이트 배선과 공통 전극선(110) 등의 공통 배선이 게이트 절연막(2)과 층간 절연막(3)을 사이에 두고 다른 층에 형성되어 있기 때문에 두 배선간의 단락이 발생하지 않는다.
또한, 도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이, 게이트선(110)의 상부막(102)을 저저항 금속인 알루미늄-네오디뮴막으로 형성하고 데이터선(200)은 두께를 두껍게 형성하여 배선의 저항을 낮춤으로써, 데이터 전압의 RC 지연을 줄일 수 있다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 공통 전극(120)이 데이터선(200)보다 상부에 형성되어 있기 때문에, 백라이트로부터 조사된 빛이 액정의 비 이상 구동 영역을 통과하는 방향의 각도 범위가 데이터선(200)이 공통 전극(120) 상부에 형성되어 있는 경우보다 좁아진다. 따라서, 데이터선(200)과 공통 전극(120)을 중첩시키지 않고 기존의 상부 기판(5)의 차광막(6) 만으로도 수직 크로스토크를 제거할 수 있다. 또한, 공통 전극(120)과 데이터선(200)이 중첩되는 경우보다 공통 전극(120)과 데이터선(200)의 거리가 멀어지므로, 기생 용량이 줄어들어 신호 전압의 RC 지연이 줄어들게 된다. 결국, 배선을 저저항 금속으로 사용하지 않고 기존의 금속을 이용하더라도 단일 주사 방식 구동이 가능해 진다.
다음, 도 5 및 도 6에 나타난 바와 같이, 게이트 패드(1010)의 상부막(1012)인 알루미늄-네오디뮴막은 제거되어 있어, 게이트 패드부 패턴(1020)과의 접촉 특성이 향상된다. 뿐만 아니라, 외부로 드러나게 되는 게이트 패드부 패턴(1020) 및 데이터 패드부 패턴(2020)의 상부막(1022, 2022)이 ITO막으로 형성되어 있기 때문에, 외부 공기와의 산화 반응이 일어나지 않아 안정적이며 외부의 구동 회로를 실장한 후에도 제품의 신뢰성을 유지할 수 있다.
게이트 및 데이터 패드부 패턴(1020, 2020)의 상부막(1022, 2022)과 하부막 (1021, 2021) 사이에 오버 행(over-hang)이 발생한다 하더라도, 하부막인 크롬막의 두께가 1,000Å 정도로 매우 얇기 때문에 오버 행이 크지 않으며, 게이트 및 데이터 패드부 패턴(1020, 2020)의 가장자리를 보호막(4)이 덮기 때문에 오버 행 문제도 해결된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 유지 용량을 형성하는 공통 전극선(130)과 화소 전극선(223)이 2,500Å 정도로 얇은 두께(d)를 가지는 층간 절연막(3)을 사이에 두고 중첩되어 있기 때문에, 종래의 구조에 비해 동일 중첩 면적 대비 유지 용량 값이 증가된다. 결국, 증가된 유지 용량 값 만큼 중첩 면적을 줄일 수 있기 때문에 화소 내에서의 개구율이 증가한다.
앞서 도1을 참고로 간략히 언급한 바와 같이, 본 발명에서는 액정 표시 장치의 기판에서 선 결함 뿐만 아니라 화소 결함도 판별할 수 있도록 게이트선 및 데이터선을 두 개 및 세 개의 쇼팅 바에 각각 나누어 묶는다. 이러한 2G3D 구조를 도 8 내지 도11을 참고로 하여 더 설명한다.
도 8은 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 평면도이고, 도 9는 도 8의 IX-IX' 선에 대한 단면도이고, 도 10은 도 1의 B 부분을 확대하여 나타낸 평면도이고, 도 11은 도 10의 XI-XI' 선에 대한 단면도이다.
게이트 패드부는, 도 8 및 도 9에 나타난 바와 같이, 짝수번째 게이트선 (1001)이 세로로 형성되어 있는 제2 게이트 쇼팅바(12)에 하나로 연결되어 있다. 또한, 홀수번째 게이트선(1002)은 제2 게이트 쇼팅바(12)를 기준으로 제1 게이트 쇼팅바(11)와 분리되어 있으며, 홀수번째 게이트선(1002)과 제1 게이트 쇼팅바(11)는 층간 절연막(3) 위에 형성되어 있는 제1 연결 패턴(1030)에 의해 연결된다. 즉, 제1 게이트 쇼팅바(11)가 드러나도록 층간 절연막(3) 및 게이트 절연막(2) 및 제1 게이트 쇼팅바(11)의 상부막(1102)이 제거된 접촉구(C4)가 형성되어 있고, 홀수번째 게이트선(1002)의 게이트 패드(1010) 끝 부분이 드러나도록 층간 절연막(3) 및 게이트 절연막(2) 및 게이트 패드(1010)의 상부막(1012)이 제거된 접촉구(C3)가 형성되어 있다. 층간 절연막(3) 상부에는 공통 전극 및 게이트 패드부 패턴(1020)과 동일한 재질인 크롬/ITO의 이중막(1032, 1031)으로 제1 연결 패턴(1030)이 형성되어 있는데, 이 연결 패턴(1030)은 접촉구(C3, C4)를 통하여 각각 게이트 패드(1010)의 끝 부분 및 제1 게이트 쇼팅바(11)와 동시에 접촉한다.
데이터 패드부를 살펴보면, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, (3n) 번째 데이터선이 동일한 층에 형성되어 있는 제1 데이터 쇼팅바(21)에 의해 하나로 연결되어 있고, 절연 기판(1) 위에는 (3n) 번째 데이터선 바깥쪽으로 제2 및 제3 데이터 쇼팅바(14, 13)가 제1 데이터 쇼팅바(21)와 나란히 게이트 절연막(2) 및 층간 절연막(3)을 사이에 두고 형성되어 있다.
층간 절연막(3) 위에는 (3n+1) 번째 데이터선의 데이터 패드(2010)의 끝 부분 및 제2 데이터 쇼팅바(14)와 중첩하는 형태로 제2 연결 패턴(2030)이 형성되어 있으며, (3n+2) 번째 데이터선의 데이터 패드(2010)의 끝 부분 및 제3 데이터 쇼팅바(13)와 중첩하는 형태로 제3 연결 패턴(2040)이 형성되어 있는데, 제2 및 제3 연결 패턴(2030, 2040)은 공통 전극 및 데이터 패드부 패턴(2020)과 동일한 재질인 크롬/IT0의 이중막(2032, 2031)으로 형성되어 있다. 이때, (3n+1) 번째 및 (3n+2) 번째 데이터 패드(2010)의 끝부분을 각각 드러내는 형태로 층간 절연막(3)에 접촉구(C5)가 뚫려 있고, 제2 데이터 쇼팅바(14)의 하부막(1401) 및 제3 데이터 쇼팅바 (13)의 하부막(1301)을 드러내는 형태로 층간 절연막(3), 게이트 절연막(2), 제2 및 제3 데이터 쇼팅바(14, 13)의 상부막(1402, 1302)에 접촉구(C6, C7)가 각각 뚫려 있어서, 이 접촉구(C5, C6, C7)를 통해, 제2 연결 패턴(2030)은 (3n+1)번째 데이터 패드 및 제2 데이터 쇼팅 바(14)와 동시에 접촉하고, 제3 연결 패턴(2040)은 (3n+2) 번째 데이터 패드 및 제3 데이터 쇼팅 바(13)와 동시에 접촉한다.
앞서 설명한 바와 같이, 배선과 쇼팅바를 연결하는 크롬/IT0 이중막 구조의연결 패턴을 가지는 이러한 2G3D 구조에서는 인접한 화소에 다른 극성 및 크기의 검사 신호를 인가하는 것이 가능하므로, 선 결함 뿐 아니라 화소 결함도 용이하게 검출해 낼 수 있다.
그러면, 쇼팅바 및 배선을 2G3D 연결 구조로 형성하는 방법에 대하여 도 2 및 도3, 도 12a 내지 12c 및 도 13a 내지 도 13c, 도 14a 내지 도 14d 및 도 15a 내지 도 15d를 참고로 하여 설명한다.
먼저, 도 2, 도 3, 도 12a, 도 13a, 도 14a 및 도 15a에 도시한 바와 같이, 절연 기판(1) 위에 크롬막과 알루미늄-네오디뮴막을 각각 500Å, 2,500Å 정도의 두께로 증착하고, 패터닝하여 게이트선(100), 게이트 패드(1010), 제1 및 제2 게이트 쇼팅바(11, 12) 및 제2 및 제3 데이터 쇼팅바(14, 13)를 형성한다.
다음, 도 2, 도 3, 도 14b 및 도 15b에 도시한 바와 같이, 게이트 절연막(2) 및 크롬막을 각각 4,500Å 및 3,000Å 정도의 두께로 증착한 후, 패터닝하여 데이터선(200), 소스 및 드레인 전극(210, 220), 제1 및 제2 화소 전극선(221, 223), 화소 전극(222), 데이터 패드(2010) 및 제1 데이터 쇼팅 바(21)를 형성한 다음, 층간 절연막(3)을 2,500Å 정도의 두께로 증착한다.
도 12b, 도 13b, 도 14c 및 도 15c에 도시한 바와 같이, 층간 절연막(3), 게이트 절연막(2)을 식각하여, 게이트 패드(1010), 연속된 두 개의 게이트 패드 (1010) 중 하나의 게이트 패드(1010)의 끝 부분, 제1 게이트 쇼팅바(11), 데이터 패드(2010), 연속된 세 개의 데이터 패드(2010) 중 두 개의 데이터 패드(2010), 제 2 및 제3 데이터 쇼팅바(14, 13)를 드러내는 접촉구(C1, C3, C4, C2, C5, C6, C7)를 형성한다. 이때, 제1 게이트 쇼팅바(11)의 상부막(1102), 게이트 패드(1010)의 상부막(1012), 제2 및 제3 데이터 쇼팅바(14, 13)의 상부막(1402, 1302)은 제거된다.
다음, 도 2, 도 3, 도 12c, 도 13c, 도 14d 및 도 15d에 도시한 바와 같이, 크롬막 및 ITO막을 각각 1,000Å, 500Å 정도의 두께로 연속해서 증착하고 식각하여, 제1 및 제2 공통 전극선(110, 130), 공통 전극(120), 게이트 및 데이터 패드 (1010, 2010)와 접촉구(C1, C2)를 통해 접촉하는 게이트 및 데이터 패드부 패턴 (1020, 2020)을 형성하고, 제1 게이트 쇼팅바(11)와 짝수번째 게이트선(1002)을 접촉구(C4, C3)를 통해 연결하는 제1 연결 패턴(1030), 제2 데이터 쇼팅바(14)와 (3n+1)번째 데이터선(200)을 접촉구(C6, C5)를 통해 연결하는 제2 연결 패턴(2030) 및 제3 데이터 쇼팅바(13)와 (3n+2)번째 데이터선(200)을 접촉구(C7, C5)를 통해 연결하는 제3 연결 패턴(2040)을 형성한다. 이어, 보호막(4)을 2,000Å 정도의 두께로 적층하고, 식각하여 게이트 및 데이터 패드부 패턴(1020, 2020) 상부의 보호막(4)을 제거함으로써, 2G3D 구조를 완성한다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 횡전계 구동 방식 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에서는 신호 지연이 적게 발생하는 배선 구조를 구현함으로써, 단일 주사 방식으로 신호를 주사하는 것이 가능하다. 또한, 게이트선과 공통 전극선을 다른 층에 형성함으로써, 게이트선과 공통 전극 배선의 단락 등의 결함이 줄어들며, 화소 전극선과 공통 전극선을 비교적 얇은 두께의 층간 절연막을 매개로 형성함으로써, 일정 유지 용량을 형성하기 위한 공통 전극선과 화소 전극선의 중첩 면적을 줄일 수 있어서 개구율도 향상된다. 기판의 가장자리 부근에서, 게이트 배선과 데이터 배선을 각각 두 개의 쇼팅바와 세 개의 쇼팅바로 나눠 묶음으로써, 화소 결함의 검출에 유리한 구조를 제공할 수 있다. 또한, 패드부의 최상부막이 ITO 막이 되므로, 데이터 및 게이트의 패드부의 신뢰성도 향상된다.
Claims (17)
- 절연 기판,상기 기판 위에 가로 방향으로 형성되어 있는 게이트선, 상기 게이트선의 일부인 게이트 전극 및 상기 게이트선의 끝에 연결되어 있는 게이트 패드를 포함하는 게이트 배선,상기 게이트 배선을 덮는 게이트 절연막,상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층,세로 방향으로 형성되어 있는 데이터선, 상기 데이터선으로부터 연장되어 있는 소스 전극, 상기 소스 전극의 반대편에 위치하는 드레인 전극 및 상기 데이터선의 끝에 연결되어 있는 데이터 패드를 포함하는 데이터 배선,상기 드레인 전극으로부터 연장된 화소 전극선, 상기 화소 전극선으로부터 세로 방향으로 연장된 다수의 화소 전극을 포함하는 화소 전극 배선상기 데이터 배선 및 상기 화소 전극 배선을 덮는 층간 절연막,상기 층간 절연막 위에 가로 방향으로 형성되어 있는 공통 전극선 및 상기 공통 전극선으로부터 연장되며 상기 화소 전극과 평행하게 상기 화소 전극 사이에 위치하는 다수의 공통 전극,상기 게이트 패드 상부의 상기 층간 절연막 및 상기 게이트 절연막이 제거된 접촉구를 통해 상기 게이트 패드와 접촉하는 게이트 패드부 패턴.상기 데이터 패드 상부의 상기 층간 절연막이 제거된 접촉구를 통해 상기 데이터 패드와 접촉하는 데이터 패드부 패턴을 포함하는 액정 표시 장치.
- 제1항에서,상기 화소 전극선은 상기 공통 전극선과 상기 층간 절연막을 사이에 두고 중첩되어 유지 용량을 형성하는 액정 표시 장치.
- 제2항에서,상기 층간 절연막은 2,000∼4,500Å 두께로 형성되어 있는 액정 표시 장치.
- 제1항에서,상기 게이트 배선은 하부막인 크롬막과 상부막인 알루미늄-네오디뮴막으로 이루어져 있으며, 상기 게이트 패드부 패턴은 상기 상부막이 제거되어 노출되어 있는 상기 하부막과 접촉하는 액정 표시 장치.
- 제1항에서,상기 게이트 패드부 패턴은 크롬막/ITO막의 이중막으로 되어 있는 액정 표시 장치.
- 제5항에서,상기 크롬막은 500∼1,500Å의 두께로 형성되어 있는 액정 표시 장치.
- 제1항에서,상기 데이터 패드는 몰리브덴-텅스텐 또는 크롬 또는 크롬막/알루미늄-네오디뮴막으로 형성되어 있는 액정 표시 장치.
- 제1항에서,상기 데이터 패드부 패턴은 크롬막/ITO막의 이중막으로 되어 있는 액정 표시 장치.
- 제8항에서,상기 크롬막은 500∼1,500Å의 두께로 형성되어 있는 액정 표시 장치.
- 제1항에서,상기 반도체층과 상기 소스 및 드레인 전극 사이에 전기적 접촉을 좋게 하기 위한 접촉층이 형성되어 있는액정 표시 장치.
- 절연 기판 위에 게이트 배선용 제1 금속막 및 제2 금속막을 연속으로 증착하는 단계,상기 제1 및 제2 금속막을 식각하여 게이트선, 게이트 전극 및 게이트 패드를 포함하는 게이트 배선을 형성하는 단계,상기 게이트 배선을 덮는 게이트 절연막을 증착하는 단계,상기 게이트 전극 상부의 상기 게이트 절연막 위에 반도체층을 형성하는 단계,데이터 배선용 제3 금속막을 증착하는 단계,상기 제3 금속막을 식각하여 데이터선, 소스 및 드레인 전극을 포함하는 데이터 배선과 화소 전극선 및 화소 전극을 포함하는 화소 전극 배선을 형성하는 단계,상기 데이터 배선 및 상기 화소 전극 배선을 덮는 층간 절연막을 증착하는 단계,상기 층간 절연막 위에 제4 금속막과 제5 금속막을 연속하여 증착하는 단계,상기 제4 금속막 및 제5 금속막을 식각하여 상기 화소 전극선과 중첩하는 공통 전극선 및 상기 화소 전극과 평행한 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제11항에서,상기 제1 및 제2 금속막을 식각하여 제1 및 제2 게이트 쇼팅 바와 제1 및 제2 데이터 쇼팅 바를 형성하는 단계,상기 제3 금속막을 식각하여 제3 데이터 쇼팅 바를 형성하는 단계,상기 층간 절연막 및 상기 게이트 절연막을 식각하여 상기 제1 게이트 쇼팅바, 상기 제1 및 제2 데이터 쇼팅 바, 상기 게이트 패드의 끝 부분 및 상기 데이터 패드의 끝 부분을 일부 드러내는 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 접촉구를 형성하는 단계, 및상기 제4 금속막 및 제5 금속막을 식각하여 상기 제1 게이트 쇼팅바와 짝수번째 상기 게이트 패드의 끝 부분을 상기 제1 및 제4 접촉구를 통해 서로 연결하는 제1 연결 패턴, 연속된 세 개의 상기 데이터 패드 중 하나의 끝 부분과 상기 제1 데이터 쇼팅바를 상기 제2 및 상기 제5 접촉구를 통해 서로 연결하는 제2 연결 패턴, 그리고 연속된 세 개의 상기 데이터 패드 중 상기 제2 연결 패턴에 접촉되어 있지 않은 상기 데이터 패드 중 하나의 끝 부분과 상기 제2 데이터 쇼팅바를 상기 제3 및 제5 접촉구를 통해 연결하는 제3 연결 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제12항에서,상기 제1 및 제2 금속막은 각각 크롬막 및 알루미늄-네오디뮴막으로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제13항에서,상기 제1, 제2, 제3 및 제4 접촉구를 형성하는 단계에서 상기 제1 게이트 쇼팅바, 상기 제1 및 제2 데이터 쇼팅 바 및 상기 게이트 패드의 끝 부분의 상부막인 상기 제2 금속막을 제거하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제11항에서,상기 제4 및 제5 금속막을 식각하여 상기 게이트 패드 및 상기 데이터 패드 상부의 층간 절연막 위에 게이트 패드부 패턴 및 데이터 패드부 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제15항에서,상기 제5 금속막은 ITO 막으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제11항에서,상기 층간 절연막은 2,000∼4,500Å 두께로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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- 1998-11-12 KR KR1019980048366A patent/KR100315919B1/ko not_active IP Right Cessation
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