KR100633316B1 - Method for fabricating a substrate for TFT type liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막트랜지스터 어레이기판에 관한 것으로, 단락배선으로 각각 연결된 짝수번째 게이트배선과 홀수번째 게이트배선 간의 정전기 불량을 방지하기 위해, 상기 임의의 홀수번째 게이트패드에서 연장되고, 상기 홀수번째 게이트패드와 근접한 짝수번째 게이트패드가 연결된 게이트단락배선에서 연장된 정전기 방지배선을 아주 근접하게 마주보도록 형성하여, 건식식각시 두 게이트배선 간에 정전기가 발생하면 상기 정전기 방지배선에서 방전되므로 정전기 불량을 방지 할 수 있고, 추후 공정에서 상기 정전기 방지배선을 별도로 절단하는 공정을 생략할 수 있기 때문에, 절단공정 중 발생하는 화소전극의 손상을 방지 할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a thin film transistor array substrate, and in order to prevent electrostatic defects between even-numbered gate lines and odd-numbered gate lines respectively connected by short-circuit lines, extending from the arbitrary odd-numbered gate pads, The adjacent even-numbered gate pads are formed so as to face the antistatic wiring extending from the connected gate short wiring very closely, and when static electricity is generated between the two gate wirings during dry etching, the electrostatic discharge is discharged from the antistatic wiring, thereby preventing the electrostatic defects. In addition, since the process of separately cutting the antistatic wiring in a later process can be omitted, there is an effect of preventing damage to the pixel electrode generated during the cutting process.
Description
도 1은 종래의 제 1 예에 따른 박막트랜지스터 어레이기판의 평면도이고,1 is a plan view of a thin film transistor array substrate according to a first example of the related art,
도 2는 종래의 제 2 예에 따른 박막트랜지스터 어레이기판의 평면도이고,2 is a plan view of a thin film transistor array substrate according to a second conventional example,
도 3a 내지 도 3d는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ, Ⅲ-Ⅲ, Ⅳ-Ⅳ를 절단하여 공정순서에 따라 나타낸 공정단면도이고,3A to 3D are process cross-sectional views cut along II-II, III-III, and IV-IV of FIG. 2 according to a process sequence;
도 4는 본 발명에 따른 박막트랜지스터 어레이기판의 평면도이고,4 is a plan view of a thin film transistor array substrate according to the present invention;
도 5a 내지 도 5d는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ, Ⅵ-Ⅵ, Ⅶ-Ⅶ을 절단하여 공정순서에 따라 나타낸 공정단면도이다.5A through 5D are cross-sectional views of the V-V, VI-VI, and VIII-V of FIG.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명> <Brief description of the main parts of the drawing>
111 : 게이트배선 113 : 게이트패드111: gate wiring 113: gate pad
115 : 데이터배선 117 : 데이터패드115: data wiring 117: data pad
121 : 소스전극 123 : 드레인전극121: source electrode 123: drain electrode
125 : 액티브층 127 : 게이트전극 125: active layer 127: gate electrode
129 : 제 1 게이트 단락배선 131 : 제 2 게이트 단락배선 129: first gate short-circuit wiring 131: second gate short-circuit wiring
113 : 게이트패드 113a : 홀수번째 게이트패드113:
113b : 짝수번째 게이트패드 113b: Even-numbered gate pad
141 : 정전기 방지배선 141: antistatic wiring
본 발명은 박막트랜지스터 어레이기판에 관한 것으로, 더 상세하게는 데이터배선(data line)과 게이트배선(gate line)을 포함하는 어레이기판의 형성과정 중 상기 게이트배선 간의 정전기 발생을 방지하기 위한 박막트랜지스터 어레이기판의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 현재 박막트랜지스터 어레이기판은 액정표시장치나 엑스레이 영상감지 소자에 주로 사용된다.In general, thin film transistor array substrates are commonly used in liquid crystal display devices and X-ray image sensing devices.
상기 액정표시장치나 영상감지소자를 위한 패널은 상부기판과 하부기판이 합착하여 제작되며, 상기 액정표시장치는 상기 상부기판과 하부기판사이에 액정을 충진하여 제작하고, 상기 엑스레이 영상감지소자의 경우에는 상기 상부기판과 하부기판 사이에 도전성 물질을 형성하여 제작한다.The panel for the liquid crystal display device or the image sensing device is manufactured by bonding an upper substrate and a lower substrate together, and the liquid crystal display device is manufactured by filling a liquid crystal between the upper substrate and the lower substrate, and in the case of the X-ray image sensing device. In the manufacturing process by forming a conductive material between the upper substrate and the lower substrate.
상기 두 장치에 사용되는 어레이기판은 그 구성과 공정과정이 유사하다.Array substrates used in the two devices are similar in configuration and process.
일반적으로, 어레이기판(액티브매트릭스형 어레이기판)은 복수개의 화소(Pixel)에 대응하여 각 화소를 구동하는 다수의 박막트랜지스터가 형성된다.In general, an array substrate (active matrix array substrate) is formed with a plurality of thin film transistors that drive each pixel in correspondence with a plurality of pixels.
또한, 상기 박막트랜지스터를 구성하는 게이트전극과 소스전극에 각각 연결되는 게이트배선과 데이타배선은 서로 교차하여 형성된다.In addition, the gate wiring and the data wiring respectively connected to the gate electrode and the source electrode of the thin film transistor are formed to cross each other.
상기 패드부는 상기 게이트배선의 끝단에 형성된 게이트패드(gate pad)와 상기 데이터배선의 끝단에서 소정면적으로 형성된 소스패드(source pad)로 구성된다.The pad part includes a gate pad formed at an end of the gate line and a source pad formed at a predetermined area at the end of the data line.
전술한 어레이기판을 형성하기 위해서는 공정별로 증착(deposition), 포토리소그라피(photolithography), 식각(etching) 등을 반복하면서 각각의 요소들을 형성하게 된다.In order to form the above-described array substrate, each element is formed while repeating deposition, photolithography, and etching for each process.
상기 공정 중 식각공정은 식각방법에 따라 식각되는 방향이 정해지며, 식각되는 물질에 따라 식각되는 수단도 달라질 수 있다.The etching process of the process is determined according to the etching method, and the means for etching may vary according to the material to be etched.
예를들어, 식각방법은 크게 건식식각(dry etching)과 습식식각(wet etching)으로 나눌 수 있으며, 상기 습식식각은 등방적으로 식각되므로 측면식각이 동시에 행해지는 것이 특징이다.For example, the etching method may be largely divided into dry etching and wet etching, and the wet etching is isotropically etched, so that side etching is performed at the same time.
반대로 상기 건식식각은 비등방적 식각이 필요한 경우에 많이 행하게 된다.On the contrary, the dry etching is often performed when anisotropic etching is necessary.
어레이기판을 구성하는 요소 중, 상기 건식식각을 이용하여 식각되는 요소는 주로 반도체층과 절연층이며, 상기 습식식각을 이용하여 식각되는 요소는 주로 도전성 금속층이다. Of the elements constituting the array substrate, the elements etched using the dry etching are mainly a semiconductor layer and an insulating layer, and the elements etched using the wet etching are mainly a conductive metal layer.
상기 습식식각은 화학약품을 식각액으로 사용하나, 상기 건식식각은 식각액이 아닌 가스를 이용하여 식각을 하게된다.The wet etching uses a chemical as an etchant, but the dry etching is performed by using a gas rather than an etching solution.
예를 들면, 건식식각일 경우, 식각가스를 RF방전을 통해 플라즈마(plasma) 상태로 두어 상기 식각가스와 식각될 부분의 물질이 반응하도록 하여 식각부분을 제거하는 경우와, 이온빔(Ion beam)을 이용하여 식각부분을 제거하는 경우를 예를 들 수 있다.For example, in the case of dry etching, the etching gas is placed in a plasma state through RF discharge so that the etching gas reacts with the material of the portion to be etched to remove the etching portion, and the ion beam is removed. For example, the etching portion may be removed by using the same method.
상기 방법들은 높은 전계를 필요로 하며, 이러한 건식식각 방법을 사용할 경우에는, 식각되는 요소의 하부에 패터닝된 배선 등에 정전기를 발생시킬 가능성이 매우 크며, 따라서 그 하부배선의 단선(open)이나 그 하부 배선과의 단락(short)을 초래할 수 있다. The above methods require a high electric field, and when such a dry etching method is used, there is a great possibility of generating static electricity in a patterned wiring, etc., under the element to be etched, and therefore, the open wiring or the lower part of the lower wiring is thus very high. It may cause a short with the wiring.
그러므로, 상기 다수의 게이트배선과 데이터배선을 형성할 경우에는 모든 배선들이 등전위상태가 되도록 상기 다수의 배선들을 하나로 묶는 단락배선(shorting bar)을 형성하는 것이 일반적이다.Therefore, in the case of forming the plurality of gate wirings and the data wiring, it is common to form a shorting bar that binds the plurality of wirings together so that all the wirings are in an equipotential state.
일반적으로 상기 게이트단락배선이나 데이터단락배선은 상기 게이트배선과 데이터배선을 홀수번째와 짝수번째로 나누어 연결하게 된다. In general, the gate short wiring and the data short wiring connect the gate wiring and the data wiring by dividing the odd and even lines.
이하 도면을 참조하여 전술한 구성에 대해 알아보도록 한다.Hereinafter, the configuration described above will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 제 1 예에 따른 박막트랜지스터 어레이기판의 일부를 도시한 평면도이다.1 is a plan view illustrating a portion of a thin film transistor array substrate according to a first example of the related art.
도시한 바와 같이, 박막트랜지스터 어레이기판(9)은 박막트랜지스터(T)와 화소(P)와, 게이트배선(11)과, 게이트배선(11)의 끝단에 소정면적으로 형성된 게이트패드(13)와, 상기 게이트배선(11)과 교차하여 형성되는 데이터배선(15)과, 상기 데이터배선(15)의 끝단에 소정면적으로 형성된 데이터패드(17)로 구성된다.As illustrated, the thin film
상기 박막트랜지스터(T)는 소스전극(21)과 드레인전극(23)과, 이 두전극 사이에 채널역할을 하는 액티브층(25)과 게이트전극(27)으로 구성되며, 상기 게이트전극(27)은 상기 게이트배선(11)에서 소정의 면적으로 돌출 연장하여 형성하고, 상기 소스전극(21)은 상기 데이터배선(15)의 일부에서 돌출 연장하여 형성한다.The thin film transistor T includes a
상기 다수의 게이트배선(11)과 데이터배선(15)은 각각 하나의 배선으로 연결 형성되며, 이를 일반적으로 단락배선(shorthing bar)이라 한다.The plurality of
상기 단락배선은 상기 다수의 배선을 등전위상태로 만들어 주기 때문에 어레이기판의 형성시 발생하는 정전기에 의한 배선의 단선이나 단락을 막는 역할을 한다.The short-circuit wiring serves to prevent the disconnection or short-circuit of the wiring by the static electricity generated when the array substrate is formed because the plurality of wirings are in an equipotential state.
상기 게이트배선(11)의 게이트단락배선(29)(31)은 상기 어레이기판(9)의 일 측에 형성되며, 상기 게이트단락배선 중 제 1 게이트단락배선(29)은 상기 게이트패드(13) 중 짝수번째 게이트패드(13b)를 모두 연결하고 있고, 제 2 게이트단락배선(31)은 홀수번째 게이트패드(13a)를 모두 연결하여 형성한다.The gate
상기 게이트단락배선 중 홀수번째 게이트패드(13a)를 연결하는 제 2 게이트단락배선(31)은 상기 데이터배선(15)과 동일층에 형성된다.The second gate
이때, 상기 일 방향의 제 2 게이트단락배선(31)에서 상기 홀수번째 게이트패드(13a) 방향으로 연장된 수직패턴의 제 2 게이트단락배선(31) 상부에 형성된 제 1 게이트 콘택홀(53)과 상기 게이트패드(13) 상부에 형성된 제 2 게이트 콘택홀(54)에 동시에 투명전극을 패터닝하여, 상기 제 2 게이트단락배선(31)과 상기 홀수번째 게이트패드(13a)를 연결한다.At this time, the first
이러한 연결방식은 다양하게 변형 가능하다.This connection can be variously modified.
이 때, 전술한 구성을 갖는 어레이기판에서 상기 게이트패드(13)로 이어지는 부분의 다수의 게이트배선(11)은 소정간격 일정하게 꺽여져 패턴된다.At this time, in the array substrate having the above-described configuration, the plurality of
이러한 꺽여진 부분(A)이 모서리 형태로 패턴 되므로, 상기 게이트배선(11) 상에 형성된 절연층을 건식식각 할 때, RF방전에 의해 대전된 전하가 상기 모서리부분(A)으로 집중된다. Since the bent portion A is patterned in a corner shape, when dry etching the insulating layer formed on the
따라서, 근접한 게이트배선(11)간에 전하가 대전되는 현상이 발생하며, 이러한 정전기에 의해 게이트배선(11)의 단락(short)이 발생할 수 있다.Therefore, a phenomenon in which charge is charged between
이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 상기 홀수번째 게이트패드(13a)와 상기 제 1 게이트단락배선(29)을 연결하는 별도의 정전기 방지배선을 형성하여 홀수번째와 짝수번째 게이트패드를 등전위 상태로 두고있다.In order to solve this problem, in the related art, a separate antistatic wiring connecting the odd-numbered
이하 도면을 참조하여 종래의 정전기 방지구조를 설명한다.Hereinafter, a conventional antistatic structure will be described with reference to the drawings.
도 2는 종래의 정전기방지 구성을 한 박막트랜지스터 어레이기판의 일부 평면도이다.2 is a partial plan view of a thin film transistor array substrate having a conventional antistatic structure.
도시한 바와 같이, 상기 데이터배선(15)과 동일층에 형성되는 투명전극패턴(59)에 의해 상기 제 2 게이트단락배선(31)과 연결되는 홀수번째 게이트패드(13a)와 상기 제 1 게이트단락배선(29)을 전기적으로 연결하는 정전기 방지배선(41)을 형성하여, 상기 짝수번째 게이트패드(13b)와 홀수번째 게이트패드(13a)가 등전위를 이루도록 함으로써, 상기 게이트 배선(11)간 발생할 수 있는 정전기 불량을 방지하였다.As shown, an odd-numbered
그러나, 어레이기판이 완성된 후, 홀수번째 게이트패드(13a)와 짝수번째 게이트패드(13b)의 단락현상을 테스트하기 위해, 상기 정전기 방지용 금속배선(41)을 절단해야 하는 공정이 필요하다.However, in order to test the short circuiting of the odd-numbered
이하, 도 3a 내지 도 3d의 공정 단면도를 참조하여 전술한 구성을 위한 제작공정을 설명한다.Hereinafter, the manufacturing process for the above-described configuration will be described with reference to the process cross-sectional views of FIGS. 3A to 3D.
도 3a 내지 도 3d는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ, Ⅲ-Ⅲ, Ⅳ-Ⅳ를 따라 절단하여 공정순서에 따라 나타낸 공정단면도이다.(이때, 상기 정전기 방지배선을 제외한 일반적인 구성요소는 도 1의 부호를 참조한다)3A through 3D are cross-sectional views illustrating the process sequence by cutting along II-II, III-III, and IV-IV of FIG. 2. (In this case, general components except for the antistatic wiring are indicated by the symbols of FIG. 1. See)
도 3a에 도시한 바와 같이, 투명한 기판(9) 상에 도전성 금속물질을 증착하고 패턴하여, 게이트전극(27)과 상기 게이트전극 중 일 방향으로 형성된 게이트배선(11)과, 상기 게이트배선의 끝단에는 소정면적을 갖는 게이트패드(13a)와, 상기 게이트패드 중 짝수번째 게이트패드(미도시)를 연결하는 제 1 게이트단락배선(29)을 형성한다.As shown in FIG. 3A, a conductive metal material is deposited and patterned on the
이때, 상기 게이트패드(13a) 중 짝수번째 게이트패드(미도시)와 제 1 게이트단락배선(29)은 직교하여 연결된다.At this time, even-numbered gate pads (not shown) and the first gate
또한, 게이트단락배선(29)에 연결되지 않은 다수의 홀수번째 게이트패드(13a)에서 연장되어, 근접한 제 1 게이트단락배선(29)에 연결되는 정전기 방지배선(41)을 동시에 형성한다.In addition, it extends from the plurality of odd-numbered
다음으로, 상기 게이트배선(11) 등이 형성된 기판(9)의 전면에 절연물질을 증착하여 게이트절연층(43)을 형성한다.Next, an insulating material is deposited on the entire surface of the
다음으로, 도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트절연층(43) 상에 반도체층과 불순물 반도체층을 차례로 적층하고 패터닝하여, 상기 게이트전극(27) 상부에 아일랜드 형태로 액티브층(25)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3B, a semiconductor layer and an impurity semiconductor layer are sequentially stacked and patterned on the
다음으로, 상기 액티브층(25)이 형성된 기판(9)의 전면에 도전성 금속물질을 증착한 후 패터닝하여, 데이터배선(15)과 상기 데이터배선에서 상기 게이트전극(27) 상부로 돌출 형성된 소스전극(21)과, 이와는 소정간격 이격된 드레인전극(23)과, 상기 데이터배선(15)의 끝단에 소정면적으로 연장된 데이터패드(미도시)와, 상기 제 1 게이트단락배선(29)이 형성된 일 측에 상기 제 1 게이트단락배선(29)과 평행하고, 상기 홀수번째 게이트패드(13a)의 일측 상부로 수직연장된 패턴을 포함하는 제 2 게이트단락배선(31)을 형성한다.Next, a conductive metal material is deposited on the entire surface of the
이때, 상기 소스/드레인전극(21,23)을 형성하는 금속은 일반적으로 크롬(Cr)을 사용한다. 상기 데이터배선(15)으로 사용가능한 크롬은 몰리브덴(Mo)이나 기타의 도전성금속에 비해 저항이 큰 편이나 식각용액에 대한 내화학성이 뛰어난 특성을 갖는다.At this time, chromium (Cr) is generally used as the metal forming the source /
반면, 몰리브덴은 저항이 작은 반면 강한산성을 띄는 식각용액에는 강하지 못하다. 이와 같은 특성으로, 몰리브덴을 사용하여 데이터배선(15) 등을 형성하게 되면, 추후에 게이트금속(27) 재질의 정전기 방지배선을 절단할 때 사용하는 강산이 보호층 상에 형성된 핀홀(pin hole)로 침투하여 그 하부의 데이터배선(15) 등에 단선불량을 유발하게 된다.Molybdenum, on the other hand, has a low resistance and is not strong in strong acid etching solutions. As a result, when the data wiring 15 is formed using molybdenum, a pin hole formed on the protective layer is formed with a strong acid used to later cut the antistatic wiring of the
따라서, 이를 막고자 일반적으로 크롬을 사용하게 된다.Therefore, to prevent this, chromium is generally used.
다음으로, 상기 제 2 게이트단락배선(31)과 데이터배선(15) 등이 형성된 기판(9)의 전면에 전술한 절연물질을 증착하여 보호층(49)을 형성한다.Next, a
결과적으로, 상기 홀수번째 게이트패드(13a)와 짝수번째 게이트패드(도 2의 13b)상부와 상기 정전기 방지배선(41) 상부에는 상기 게이트절연층(43)과 보호층(49)이 적층된 구조이고, 상기 데이터배선(15)과 데이터패드(미도시)와 제 2 게이트단락배선(미도시) 상부에는 보호층(49)이 적층된 구조이다.As a result, the
다음으로, 도 3c에 도시한 바와 같이, 상기 드레인전극(23)상부와 데이터패드(미도시) 상부와 상기 제 2 단락배선(31)의 수직패턴 상부의 보호층(49)을 식각하여, 드레인 콘택홀(55)과, 데이터패드 콘택홀(미도시)과 제 1 게이트패드 콘택홀(53)을 형성하고, 상기 홀수번째 게이트패드(13a) 상부와 짝수번째 게이트패드(미도시)상부와 상기 정전기 방지배선(41) 상부의 게이트절연층(43)과 보호층(49)을 식각하여, 제 2 게이트패드 콘택홀(54)과 제 3 게이트패드 콘택홀(미도시)과 식각홈(51)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3C, the upper portion of the
다음으로, 도 3d에 도시한 바와 같이, 상기 각 콘택홀이 형성된 보호층(49) 상에 인듐-틴-옥사이드(ITO)등과 같은 강산용액으로 패턴하는 투명도전성 금속을 증착하고 패터닝하여, 상기 드레인콘택홀(55)을 통해 상기 드레인전극(23)과 연결되는 화소전극(57)과, 상기 제 1 게이트패드 콘택홀(53)과 상기 제 2 게이트패드 콘택홀(54)에 동시에 충진되어, 상기 홀수번째 게이트패드(13a)와 상기 제 2 단락배선(31)을 연결하는 제 1 게이트패드 단자(59)와, 상기 제 3 게이트패드 콘택홀(미도시)을 통해 상기 짝수번째 게이트패드(미도시)와 연결된 제 2 게이트패드 단자(미도시)를 형성한다. Next, as shown in FIG. 3D, a transparent conductive metal patterned with a strong acid solution such as indium-tin oxide (ITO) or the like is deposited and patterned on the
이때, 상기 투명도전성 금속을 패터닝하는 동시에 상기 정전기 방지배선(41) 상부의 식각홈(51)을 통해 증착된 투명전극과 그 하부의 정전기방지용 배선(41)을 동시에 식각한다.At this time, the transparent conductive metal is patterned and the transparent electrode deposited through the
상기 정전기 방지배선(41)을 식각하기 위해서는 강한 산성의 식각용액을 사용해야 하므로, 상기 투명도전성 금속은 내화학성이 뛰어난 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 주로 사용한다.In order to etch the
이러한 공정을 거쳐 어레이기판을 형성한 후, 상기 짝수번째 게이트배선(11)과 홀수번째 게이트배선 간의 단락(short)또는 단선(open)불량을 테스트하게 된다.After forming the array substrate through such a process, a short or open defect between the even-numbered
그러나, 전술한 바와 같은 공정에서, 상기 정전기 방지배선(41)을 식각하는 동안 상기 투명도전성 금속 패턴이 계속 식각용액의 영향을 받게 되므로, 상기 화소전극(57)의 표면이 과식각(over etching)된다. 결과적으로 상기 화소전극(57)의 표면에 손상(damage)이 발생하여 액정표시장치의 화질저하를 초래하는 문제가 있다.However, in the above-described process, since the transparent conductive metal pattern is continuously affected by the etching solution while the
또한, 강한 산성용액을 사용하므로, 내화학성이 강한 크롬(Cr)을 사용하지만 상기 크롬은 몰리브덴이나 여타의 금속물질에 비해 저항이 크다는 문제점이 있다.In addition, since a strong acid solution is used, chromium (Cr) having strong chemical resistance is used, but the chromium has a problem that resistance is greater than that of molybdenum or other metal materials.
따라서, 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 상기 정전기 방지배선을 새로운 방법으로 설계하여, 상기 정전기 방지배선을 절단하는 공정을 생략함으로써, 단순한 공정으로 박막트랜지스터 어레이기판을 제작할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
Therefore, in order to solve the above problems, by designing the anti-static wiring in a new method, by omitting the process of cutting the anti-static wiring, to provide a method for manufacturing a thin film transistor array substrate in a simple process. The purpose is.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막트랜지스터 어레이기판은 기판과; 상기 기판 상에 위치하여 서로 교차하는 다수개의 게이트배선 및 데이터배선과; 상기 각 게이트배선의 일 끝단에 형성된 다수개의 게이트패드와 상기 데이터배선의 일 끝단에 형성된 다수개의 데이터패드와; 상기 게이트패드 중 짝수번째 게이트패드를 연결하는 제 1 게이트단락배선과, 홀수번째 게이트패드를 연결하고, 상기 데이터배선과 동일층에 형성되는 제 2 게이트단락배선과; 상기 홀수번째 게이트패드에서 연장된 제 1 정전기 방지배선과, 상기 제 1 게이트단락배선에서 연장되고 상기 제 1 정전기 방지배선에 근접하여 위치한 제 2 정전기 방지배선을 가진 정전기 방지부와; 상기 각 게이트배선과 연결된 게이트전극과, 상기 데이터배선과 연결된 소스전극과 드레인전극과 액티브층을 포함한다.The thin film transistor array substrate according to the present invention for achieving the above object is a substrate; A plurality of gate and data lines disposed on the substrate and crossing each other; A plurality of gate pads formed at one end of each gate line and a plurality of data pads formed at one end of the data line; A first gate short interconnection line connecting the even-numbered gate pads of the gate pads, a second gate short interconnection line connecting the odd-numbered gate pads and formed on the same layer as the data line; An antistatic portion having a first antistatic wiring extending from the odd-numbered gate pad and a second antistatic wiring extending from the first gate short wiring and positioned proximate to the first antistatic wiring; And a gate electrode connected to each of the gate lines, a source electrode and a drain electrode connected to the data lines, and an active layer.
상기 제 1 및 제 2 정전기 방지배선은 각각 적어도 2 배선으로 분기된 것을 특징으로 한다.The first and second antistatic wirings are each branched into at least two wirings.
상기 제 1 및 제 2 정전기 방지배선은 제 1 및 제 2 근접거리를 가지고 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.The first and second antistatic wirings may be arranged to have first and second proximity distances.
상기 제 1 및 제 2 정전기 방지배선의 상기 제 1 근접거리는 약 5㎛이고, 제 2 근접거리는 약 10㎛인 것을 특징으로 한다.The first proximity distance of the first and second antistatic wiring is about 5 μm, and the second proximity distance is about 10 μm.
상기 제 1 및 제 2 정전기 방지배선은 각각 F형상인 것을 특징으로 한다.The first and second antistatic wirings are each characterized as having an F shape.
본 발명의 특징에 따른 박막트랜지스터 어레이기판 제조방법은 기판을 준비하는 단계와; 상기 기판 상에 다수개의 게이트배선과 상기 각 게이트배선의 끝단에 소정면적으로 형성된 게이트패드와, 상기 게이트패드 중 짝수번째 게이트패드를 연결하는 제 1 게이트단락배선과, 홀수번째 게이트패드에서 연장된 제 1 정전기 방지배선과, 상기 제 1 게이트단락배선에서 연장되고 상기 제 1 정전기 방지배선에 근접하여 위치한 제 2 정전기 방지배선을 가진 정전기 방지부를 형성하는 단계와; 상기 게이트배선과 정전기 방지부가 형성된 기판의 전면에 절연물질을 증착하여 게이트절연층을 형성하는 단계와; 상기 게이트절연층 상부에 상기 홀수번째 게이트패드 방향으로 연장된 수직패턴을 갖는 제 2 게이트단락배선과, 데이터배선과, 소스전극과 드레인전극을 형성하는 단계와; 상기 제 2 게이트단락배선과 데이터배선 등이 형성된 기판의 전면에 절연물질을 증착하여 보호층을 형성하는 단계와; 상기 보호층을 패턴하여, 상기 드레인전극 상부에 드레인콘택홀과, 상기 제 2 게이트 단락배선의 수직패턴 상부와 상기 홀수/ 짝수번째 게이트패드 상부에 각각 제 1 게이트패드 콘택홀과 제 2 게이트패드 콘택홀과 제 3 게이트패드 콘택홀과, 상기 제 1 및 제 2 정전기 방지배선 상부에 식각홈을 형성하는 단계와; 투명전극을 증착하여, 상기 드레인전극과 접촉하는 화소전극과, 상기 제 1 게이트패드 콘택홀과 상기 제 2 게이트콘택홀을 충진하며 패터닝되어 상기 제 2 게이트단락배선과 상기 홀수번째 게이트패드를 연결하는 제 1 게이트패드 단자와, 상기 제 3 게이트패드 콘택홀을 통해 상기 짝수번째 게이트패드와 연결되는 제 2 게이트패드단자와, 상기 정전기 배선 상부에 형성된 식각홈에 증착된 투명도전성 금속을 식각하여 제 1 및 제 2 정전기 방지배선을 노출하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a method of manufacturing a thin film transistor array substrate includes preparing a substrate; A plurality of gate wirings on the substrate and gate pads formed at predetermined ends of each of the gate wirings, a first gate short wiring which connects even-numbered gate pads of the gate pads, and an extension of an odd-numbered gate pad; Forming an antistatic portion having a first antistatic wiring and a second antistatic wiring extending from said first gate short wiring and located proximate said first antistatic wiring; Forming a gate insulating layer by depositing an insulating material on an entire surface of the substrate on which the gate wiring and the antistatic part are formed; Forming a second gate short interconnection line, a data interconnection, a source electrode, and a drain electrode on the gate insulation layer, the second gate short interconnection line having a vertical pattern extending in the odd-numbered gate pad direction; Forming a protective layer by depositing an insulating material on the entire surface of the substrate on which the second gate short wiring and the data wiring are formed; The protective layer is patterned to form a drain contact hole on the drain electrode, a first gate pad contact hole and a second gate pad contact on the vertical pattern of the second gate short circuit and the odd / even gate pads, respectively. Forming an etching groove on the hole, the third gate pad contact hole, and the first and second antistatic wirings; Depositing a transparent electrode to fill the pixel electrode in contact with the drain electrode, and filling the first gate pad contact hole and the second gate contact hole, and patterning the second electrode to connect the second gate short circuit and the odd-numbered gate pad. Etching the first gate pad terminal, the second gate pad terminal connected to the even-numbered gate pad through the third gate pad contact hole, and the transparent conductive metal deposited on the etch groove formed on the electrostatic wiring. And exposing the second antistatic wiring.
본 발명의 특징에 따른 게이트배선 사이의 정전기 방지방법은 제 1 영역과 제 2 영역을 가진 기판과, 상기 기판상의 제 1 영역에서 일방향으로 연장된 복수개의 게이트배선과; 상기 게이트배선과 교차하는 복수개의 데이터배선과; 상기 게이트배선 및 데이터배선과 연결된 박막트랜지스터를 포함하는 박막트랜지스터 어레이기판의 상기 복수개의 게이트배선 사이의 정전기를 방지하기 위한 방법으로서, 상기 제 2 영역에서 홀수번째 게이트배선과 연결된 제 1 정전기 방지배선과, 상기 짝수번째 게이트배선과 연결되고, 상기 제 1 정전기 방지배선과 근접하여 위치한 제 2 정전기 방지배선을 형성한다.An antistatic method between gate wirings according to an aspect of the present invention includes a substrate having a first region and a second region, and a plurality of gate wirings extending in one direction from the first region on the substrate; A plurality of data lines crossing the gate lines; A method for preventing static electricity between a plurality of gate wirings of a thin film transistor array substrate including a thin film transistor connected to the gate wiring and the data wiring, the method comprising: a first antistatic wiring connected to an odd-numbered gate wiring in the second region; And a second antistatic wiring connected to the even-numbered gate wiring and positioned in close proximity to the first antistatic wiring.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 박막트랜지스터 어레이기판의 일부 평면도이다.4 is a partial plan view of a thin film transistor array substrate according to the present invention.
도시한 바와 같이, 박막트랜지스터 어레이기판은 크게 패드부(C)와 표시부(D)로 구분될 수 있으며, 상기 패드부(C)는 게이트패드부(113)와 데이터패드(117)로 구성되며, 상기 표시부(D)는 게이트배선(111)과, 데이터배선(115)과, 상기 게이트배선(111)과 데이터배선(115)이 교차하여 정의되고, 화소전극(157)이 형성되는 화소영역(P)과, 상기 게이트배선(111)과 데이터배선(115)의 교차지점에 스위칭소자인 박막트랜지스터(T)를 포함한다.As shown, the thin film transistor array substrate may be largely divided into a pad portion C and a display portion D, and the pad portion C may include a
상기 박막트랜지스터(T)는 상기 게이트배선(111)에서 일 방향으로 소정면적 돌출 형성된 게이트전극(127)과 상기 데이터배선(115)에서 게이트전극(127) 상부로 돌출 형성된 소스전극(121)과 드레인전극(123)과 액티브층(125)을 포함한다. The thin film transistor T may include a
상기 게이트배선(111)의 끝단에는 게이트패드(113)가 형성되며, 상기 데이터배선(115)의 끝단에는 데이터패드(117)가 형성된다.A
이때, 상기 게이트배선(111)에서 상기 게이트패드(113)로 구부러져 이어지는 부분(B)을 종래와는 달리 굴곡지게 패턴하여, 전하의 축적에 의한 배선불량을 일차로 방지하였다.At this time, the portion B, which is bent from the
상기 게이트패드(113)와 데이터패드(117)는 각각 홀수번째와 짝수번째로 정의하고, 상기 짝수번째 게이트패드(113b)와 데이터패드(117b)는 각각 제 1 게이트단락배선(129)과 제 1 데이터단락배선(미도시)에 동시에 연결되고, 상기 홀수번째 게이트패드(113a)와 데이터패드(117a)는 각각 제 2 게이트단락배선(131)과 제 1 데이터단락배선(미도시)에 동시에 연결된다. The
상기 각 단락배선은 각 단락배선에 연결된 다수의 패드가 등전위를 이루도록 함으로서, 건식식각시 RF방전에 의해 발생하는 정전기에 의해 상기 홀수번째 또는 짝수번째 배선에 발생할 수 있는 각 배선의 단선을 방지할 수 있다.Each of the short-circuit wirings allows a plurality of pads connected to each short-circuit wiring to have an equipotential, thereby preventing disconnection of each wiring that may occur in the odd-numbered or even-numbered wiring by static electricity generated by RF discharge during dry etching. have.
이때, 상기 근접한 홀수번째 게이트배선과 짝수번째 게이트배선간에 발생할 수 있는 정전기불량을 막기 위해, 별도로 상기 홀수번째 게이트패드(113a)에서 연장된 제 1 정전기 방지배선과, 상기 짝수번째 게이트패드(113b)를 연결하는 제 1 게이트단락배선(129)에서 연장된 제 2 정전기 방지배선이 근접하여 형성된 정전기 방지배선(141)을 형성한다.In this case, in order to prevent an electrostatic defect that may occur between the adjacent odd-numbered gate lines and even-numbered gate lines, the first anti-static line extending from the odd-numbered
이때, 상기 정전기 방지배선(141)은 연결되지 않으며, 바람직하게는 F 형상의 두 배선을 마주하여 아주 근접한 거리로 형성함으로써, 만약 게이트배선(111) 간에 정전기가 발생할 경우, 상기 대전된 전하는 상기 정전기 방지배선(141)을 따라 흐르다가 상기 근접하여 이격한 부분(E)에서 방전이 일어나 상기 정전기 방지배선만(141)을 손상하는 결과를 얻는다. 이때, 상기 F 형상의 정전기 배선(141)중 일 방향으로 형성된 정전기 방지배선에서 돌출된 제 1 돌출부(141a) 사이의 거리는 1 ~ 5㎛의 거리를 두도록 패턴하며, 상기 배선에서 돌출된 제 2 돌출부(141b)는 5 ~ 10㎛의 거리를 두도록 패턴한다.At this time, the
따라서, 종래와는 달리 공정의 마지막 단계에서 상기 정전기 방지배선(141)을 절단하는 과정을 생략할 수 있다.Therefore, unlike the related art, the process of cutting the
상기 정전기 방지배선(141)을 절단하는 공정을 생략하였으므로, 상기 정전기 방지배선(141)을 절단하기 위해 사용하는 강한 산성용액을 사용하지 않아도 된다.Since the step of cutting the
이와 같은 이유로, 상기 소스/드레인전극(121,123)을 형성하는 금속물질은 약한 산성용액에 패터닝되고, 저항이 낮은 몰리브덴과 같은 도전성금속을 사용할 수 있고, 또한 약한 산성에 식각되는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 사용하여 화소전극(157)을 형성할 수 있다.For this reason, the metal material forming the source /
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 박막트랜지스터 어레이기판의 공정순서를 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한다.A process sequence of the thin film transistor array substrate according to the present invention having the configuration as described above will be described with reference to FIGS. 5A to 5D.
도 5a 내지 도 5d는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ, Ⅵ-Ⅵ, Ⅶ-Ⅶ을 절단하여 공정순서에 따라 나타낸 공정단면도이다.5A through 5D are cross-sectional views of the V-V, VI-VI, and VIII-V of FIG.
도 5a에 도시한 바와 같이, 투명한 기판 (109)상에 알루미늄(Al), 알루미늄합금(Al alloy), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 크롬(Cr) 등의 도전성 금속물질을 증착하고 패턴하여, 게이트전극(127)과 게이트배선(111)과, 상기 게이트배선의 끝단에는 소정면적을 갖는 게이트패드(도 4의 113)와, 상기 게이트패드 중 짝수번째 게이트패드(도 4의 113b)를 연결하는 제 1 게이트단락배선(129)을 형성한다.As shown in FIG. 5A, a conductive metal material such as aluminum (Al), aluminum alloy (Mo alloy), molybdenum (Mo), tungsten (W), chromium (Cr), or the like is deposited on the
단락배선에 연결되지 않은 다수의 홀수번째 게이트패드(113a)와 근접한 제 1 게이트단락배선(129) 사이에 정전기 방지배선(141b)을 형성한다.An
상기 정전기 방지배선(141b)은 상기 홀수번째 게이트패드(113a)와 상기 제 1 게이트단락배선(129)에 각각 연장되어 형성된 2개의 F형상의 정전기 방지배선(도 4의 141)이 서로 근접하여 마주보도록 구성한다.The
다음으로, 상기 게이트배선(111) 등이 형성된 기판(109)의 전면에 실리콘 산화막(SiO2)과 실리콘 질화막(SiNx) 등과 같은 무기절연물질과 경우에 따라서는 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(Acryl)과 같은 유기절연물질을 증착하여 게이트절연층(143)을 형성한다. Next, an inorganic insulating material such as a silicon oxide film (SiO 2 ) and a silicon nitride film (SiN x ), and in some cases benzocyclobutene (BCB) and acryl, on the entire surface of the
다음으로, 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트절연층(143) 상에 반도체층과 불순물 반도체층을 형성하고 패터닝하여, 상기 게이트전극(127)상부에 액티브층(125)을 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 5B, a semiconductor layer and an impurity semiconductor layer are formed and patterned on the
다음으로, 상기 액티브층(125)이 형성된 기판(109)의 전면에 도전성 금속물질을 증착한 후 패터닝하여, 데이터배선(115)과 상기 데이터배선에서 상기 게이트전극(127) 상부로 돌출 형성된 소스전극(121)과, 이와는 소정간격 이격된 드레인전극(123)과, 상기 데이터배선(115)의 끝단에 소정면적으로 연장된 데이터패드(미도시)와, 상기 제 1 게이트단락배선(129)이 형성된 일 측에 상기 제 1 게이트단락배선(129)과 평행하고, 상기 홀수번째 게이트패드(113a) 상부로 수직 연장된 패턴을 포함하는 제 2 게이트단락배선(131)을 형성한다.Next, a conductive metal material is deposited on the entire surface of the
다음으로, 상기 제 2 게이트단락배선(131)과 데이터배선(115) 등이 형성된 기판(109)의 전면에 전술한 절연물질을 증착하여 보호층(149)을 형성한다.Next, the
결과적으로, 상기 게이트패드(113a) 상부와 상기 정전기 방지용배선(141)상부에는 상기 게이트절연층(143)과 상기 보호층(149)이 적층된 구조이고, 상기 데이터배선(115)과 제 2 게이트단락배선(131) 상부에는 보호층(149)이 적층된 구조이다.As a result, the
다음으로, 도 5c에 도시한 바와 같이, 상기 드레인전극(123)상부와 데이터패드(미도시) 상부와 상기 제 2 게이트 단락배선(131)의 수직패턴 상부의 보호층(149)을 식각하여, 드레인 콘택홀(155)과, 데이터패드 콘택홀(미도시)과 제 1 게이트패드 콘택홀(153)을 형성하고, 상기 홀수번째 게이트패드(113a) 상부와 짝수번째 게이트패드(미도시)상부와 상기 정전기 방지배선(141) 상부의 게이트절연층(143)과 보호층(149)을 식각하여, 제 2 게이트패드 콘택홀(154)과 제 3 게이트패드 콘택홀(미도시)과 식각홈(151)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 5C, the
다음으로, 도 5d에 도시한 바와 같이, 상기 각 콘택홀이 형성된 보호층(149) 상에 인듐-징크-옥사이드(IZO)등과 같은 약산성 용액에 식각되는 투명도전성 금속을 증착하고 패터닝하여, 상기 드레인콘택홀(155)을 통해 상기 드레인전극(123)과 연결되는 화소전극(157)과, 상기 제 1 게이트패드 콘택홀(153)과 상기 제 2 게이트패드 콘택홀(154)에 동시에 충진되어, 상기 홀수번째 게이트패드(113a)와 상기 제 2 단락배선(131)을 연결하는 제 1 게이트패드 단자(159)와, 상기 제 3 게이트패드 콘택홀(미도시)을 통해 상기 짝수번째 게이트패드(미도시)와 연결된 제 2 게이트패드 단자(미도시)를 형성한다. Next, as illustrated in FIG. 5D, the transparent conductive metal etched in a weakly acidic solution such as indium-zinc-oxide (IZO) or the like is deposited and patterned on the
이때, 상기 정전기 방지배선(141) 상부에 형성된 식각홈(151)을 통해 증착된 투명도전성 금속을 동시에 식각하여, 상기 정전기 방지배선(141b)을 노출하는 과정으로 주요 어레이 공정이 끝나게 된다.In this case, the main array process is completed by simultaneously etching the transparent conductive metal deposited through the
이상과 같이 설명한 본 발명에 따른 공정에서, 상기 데이터배선과 소스전극 등을 형성하기 위한 도전성 금속물질은 저항이 작은 약산성에 식각 가능한 몰리브덴을 사용하여도 무방하다. 왜냐하면, 상기 게이트배선과 동일층에 형성되는 정전기 방지 배선은 추후에 절단공정이 필요 없으므로, 상기 정전기 방지배선을 절단하는데 사용하는 강산성 식각용액을 사용하지 않아도 되므로 상기 식각용액에 의해 데이터배선이 단선될 우려가 없기 때문이다.In the process according to the present invention as described above, the conductive metal material for forming the data wiring and the source electrode, etc. may use molybdenum which can be etched in a weak acidity with low resistance. Because the anti-static wiring formed on the same layer as the gate wiring does not need a cutting process later, the data wiring may be disconnected by the etching solution since it is not necessary to use a strong acid etching solution used to cut the anti-static wiring. Because there is no concern.
또한, 약산성 용액을 사용하기 때문에 화소전극에 사용되는 투명전극은 약산으로 식각하는 인듐-징크-옥사이드를 사용할 수 있다.In addition, since the weakly acidic solution is used, the transparent electrode used for the pixel electrode may use indium-zinc-oxide etched with weak acid.
또한, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 정전기 방지배선 구조는 4마스크 이하의 공정에 의한 박막트랜지스터 어레이기판에 구성할 수 있다.In addition, the antistatic wiring structure according to the present invention as described above can be configured in the thin film transistor array substrate by a process of less than 4 masks.
따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 박막트랜지스터 어레이기판은 정전기 방지 배선을 근접거리로 이격하여 형성함으로서, 상기 배선간의 전기적 시험 을 위해 별도로 상기 정전기 방지배선을 절단할 필요가 없다.Therefore, the thin film transistor array substrate according to the present invention as described above is formed by separating the antistatic wiring at a close distance, there is no need to cut the antistatic wiring separately for the electrical test between the wiring.
따라서, 첫째로 어레이기판을 제조하는데 있어서 공정단순화 효과가 있다.Therefore, first, there is a process simplification effect in manufacturing the array substrate.
둘째, 상기 투명전극을 패터닝하면서 상기 정전기 방지배선을 연속으로 식각하지 않아도 되므로, 화소전극이 과잉 식각되어 손상을 입을 염려가 없으므로, 고화질의 표시패널을 제작할 수 있는 효과가 있다.Second, since the antistatic wiring is not continuously etched while the transparent electrode is patterned, there is no fear that the pixel electrode is excessively etched and damaged, so that a high quality display panel can be manufactured.
셋째, 정전기 방지배선을 절단하기 위한 강산성 용액을 사용하지 않아도 되므로, 양산화가 어려웠던 저저항 물질인 몰리브덴을 사용할 수 있으므로, 신호지연 문제를 개선할 수 있고, 비저항이 낮은 인듐-징크-옥사이드를 사용하여 화소전극을 형성할 수 있으므로 화질을 개선할 수 있는 효과가 있다.
Third, molybdenum, a low-resistance material that was difficult to mass-produce, can be used because it does not require the use of a strongly acidic solution for cutting antistatic wiring, thereby improving signal delay problems and using indium-zinc-oxide having low specific resistance Since the pixel electrode can be formed, the image quality can be improved.
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