KR100656898B1

KR100656898B1 - 데이터 보조선을 가지는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100656898B1
Application number: KR1019990010036A
Authority: KR
Inventors: 박운용
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2006-12-15
Also published as: KR20000061167A

Abstract

박막 트랜지스터 기판 위에 상부 및 하부 게이트선, 이 두 게이트선을 상하 방향으로 연결하는 좌우측 게이트 연결부로 이루어진 링 게이트 배선이 형성되어 있고, 동일한 층에 게이트 연결부 바깥쪽 데이터 보조선이 형성되어 있다. 게이트 절연막을 매개로 하여 상부 게이트선 상부에는 반도체층이 형성되어 있고, 게이트 연결부 바깥에 데이터 보조선과 중첩되고 상부 및 하부 게이트선과는 교차하는 데이터선이 형성되어 있다. 데이터선으로부터 소스 전극이 연장되어 반도체층의 가장자리와 중첩되며 소스 전극의 반대쪽에서 드레인 전극이 반도체층의 가장자리와 중첩되어 있다. 화소 영역인 링 게이트 배선 내부에는 다수의 사각형 부분이 세로 방향으로 연결된 형태의 화소 전극이 형성되어 있다. 또한, 화소 영역 바깥에는 데이터선을 따라 인접한 두 화소의 경계부에 투명한 도전 연결 패턴이 형성되어 있다. 이 도전 연결 패턴은 화소 전극과 동일한 물질로 형성되어 있으며, 두 화소의 인접한 상부 게이트선과 하부 게이트선을 중심으로 양쪽에 위치하는 보조선 끝단과 각각 연결되며, 그 사이에서 데이터선과도 연결되어 있다. 컬러 필터 기판이 박막 트랜지스터 기판에 대향되어 있는데, 컬러 필터 기판 면에는 박막 트랜지스터 기판의 도전 연결 패턴이 형성되어 있는 부분과 화소 전극의 사각형 부분에 각각 대응되는 개구 패턴이 형성되어 있다. 사각형 부분에 대응되는 개구 패턴은 십자형이며, 도전 연결 패턴 부분에 대응되는 개구 패턴은 도전 연결 패턴보다 넓은 폭으로 형성되어 있다.

수직 배향, 단락, ITO, 데이터 보조선, 데이터선 단선, 개구 패턴, 액정 표시 장치

Description

데이터 보조선을 가지는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법{a liquid crystal display having data redundancy lines and a manufacturing method thereof}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 비틀린 네마틱 방식 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판의 배선도이고,

도 2는 도 1의 II-II' 선에 대한 단면도이고,

도 3은 도 1의 III-III' 선에 대한 단면도이고,

도 4는 도 1의 II-II' 선에 대한 단면도로서, 박막 트랜지스터 기판에 컬러 필터 기판이 대응된 상태의 액정 표시 장치의 단면도이고,

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수직 배향 방식 액정 표시 장치의 배선도이고,

도 6은 도 5의 VI-VI' 선에 대한 단면도이고,

도 7은 도 5의 VII-VII' 선에 대한 단면도이고,

도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 공정 순서에 따라 도시한 평면도이다.

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 데이터 보조선을 가지는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 기판과 컬러 필터 기판의 두 기판 사이에 액정을 주입하고, 여기에 가하는 전장의 세기를 조절하여 광 투과량을 조절하는 구조로 되어 있다.

액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판은 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 트랜지스터 및 화소 전극을 포함한다.

한편, 박막 트랜지스터 기판에 마주보도록 대응되는 컬러 필터 기판에는 R, G, B 컬러 필터가 번갈아 형성되어 있고, 컬러 필터 사이에는 차광막이 형성되어 있으며, 차광막과 컬러 필터 상부에는 투명 전극이 전면적으로 형성되어 있다.

이러한 박막 트랜지스터 기판과 컬러 필터 기판 사이에 양의 유전율을 가지는 액정이 주입되어 있고 이 액정의 장축이 기판 면에 대해 평행하게 배향되어 있는 방식인 비틀린 네마틱 방식에서는, 전압이 인가되지 않은 상태에서는 액정이 상하 기판 사이에서 90도 연속적으로 비틀려 있다가 전압이 인가되면 액정의 장축이 기판에 수직하게 배열되는 식으로 액정이 동작한다.

한편, 박막 트랜지스터 기판과 컬러 필터 기판 사이에 음의 유전율을 가지는 액정이 주입되어 있고 초기 배향이 기판 면에 대해 수직한 형태의 수직 배향 방식에서는, 전압이 인가되지 않은 상태에서는 액정이 기판 면에 수직하게 배열되어 있 다가 전압이 인가되면 액정이 기판에 평행하게 배열되는 식으로 액정이 동작한다. 이러한 수직 배향 방식의 경우, 상부 컬러 필터 기판의 투명 전극에 선형의 개구부를 형성하여 이 개구부와 화소 전극 패턴 사이에 형성되는 프린지 필드(fringe field)를 이용함으로써 액정이 일정 방향으로 동작하도록 유도하기도 한다.

이러한 비틀린 네마틱 또는 수직 배향 방식의 액정 표시 장치의 상부 및 하부 기판의 배선 및 전극 구조는 얇은 막을 한층씩 쌓고 이를 패터닝하여 형성하는데, 여러 겹의 막이 겹치는 부분에서는 부분적으로 막이 끊길 수도 있다. 특히, 박막 트랜지스터 기판의 게이트선과 데이터선이 교차하는 부분에서는 데이터선의 단선 등의 결함이 자주 발생한다.

종래에는 게이트선과 데이터선이 교차하는 부분에만 데이터선을 이중화하거나, 데이터선 패턴을 따라 그 상부 또는 하부에 별도의 금속을 증착하고 패터닝하여 보조선을 더 형성하여 데이터선을 이중화함으로써 데이터선 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 데이터선 단선 불량을 줄일 수 있는 보조선 구조를 공정을 추가하지 않고 제조하는 것이다.

본 발명의 다른 과제는 박막 트랜지스터 기판의 투명 도전 연결 패턴이 상부 대향 기판의 투명 전극과 전기적으로 단락되는 것을 방지하는 것이다.

본 발명의 다른 과제는 보조선과 게이트 배선이 단락되는 것을 방지하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판 쪽에는 데이터선 하부에 화소 단위로 분리된 다수의 보조선을 게이트선과 동일한 층에 형성하고 데이터선 상부에 하나의 게이트선을 기준으로 양쪽에 위치하는 보조선의 끝단을 서로 연결하는 투명 도전 연결 패턴을 형성한 후, 투명 도전 연결 패턴과 대응될 부분에 개구부가 뚫린 투명 전극을 포함하는 컬러 필터 기판을 박막 트랜지스터 기판과 마주보도록 대응시킨다.

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 박막 트랜지스터 기판용 절연 기판 위에 가로 방향으로 다수의 게이트선이 형성되어 있고, 인접한 두 개의 게이트선 사이에는 세로 방향으로 보조선이 형성되어 있다. 게이트선과 보조선은 게이트 절연막에 의해 덮여 있고, 게이트선 상부의 게이트 절연막 위 일부에는 반도체층이 형성되어 있다. 또한, 게이트선과 교차하고 보조선과는 중첩하는 다수의 데이터선, 데이터선으로부터 연장되어 반도체층의 가장자리와 중첩하는 소스 전극 및 소스 전극의 반대편에서 반도체층의 가장자리와 중첩하는 드레인 전극 등의 데 이터 배선이 게이트 절연막 위에 형성되어 있다. 반도체층 및 데이터 배선은 보호 절연막에 의해 덮여 있고, 보호 절연막 위에는 게이트선과 데이터선으로 둘러싸인 화소 영역 내에 위치하며 드레인 전극과 연결된 화소 전극, 그리고 게이트선을 중심으로 양측에 위치한 보조선을 전기적으로 연결하는 도전성 연결 패턴이 형성되어 있다. 박막 트랜지스터 기판용 절연 기판과 마주보도록 컬러 필터 기판용 절연 기판이 대응되어 있는데, 이 기판에는 화소 영역과 마주보는 부분과 도전성 연결 패턴과 마주보는 부분에 각각 제1 개구 패턴 및 제2 개구 패턴이 형성되어 있는 투명 전극을 포함한다.,

이때, 도전성 연결 패턴은 데이터선과도 전기적으로 연결되어 있는 것이 바람직하며, 보호 절연막 및 게이트 절연막에 뚫린 접촉구를 통해 게이트선 양쪽에 위치한 보조선과 데이터선에 동시에 연결될 수 있다. 이러한 연결이 용이하도록 보조선의 끝 부분이 데이터선으로부터 일정 각도 비껴나오도록 할 수 있다. 또한, 도전성 연결 패턴은 화소 전극과 동일한 물질인 ITO 로 형성하는 것이 바람직하다.

제2 개구 패턴의 폭은 도전성 연결 패턴의 폭보다 넓게 형성되어 있는 것이 바람직하며, 도전성 연결 패턴의 가장자리와 제2 개구 패턴의 가장자리가 3μm ∼ 6μm 의 간격을 가지는 것이 적당하다.

또한, 인접한 두 게이트선 사이에 게이트선과 나란하게 보조 게이트선이 형성되어 있고, 화소 영역 내에서 게이트선과 보조 게이트선을 세로 방향으로 연결하는 연결부가 형성되어 있을 수 있다. 이때, 보조선은 게이트선, 보조 게이트선 및 연결부와 동일한 물질로 형성되어 있을 수 있으며, 이 경우 연결부와 보조선의 간 격이 4μm ∼ 7μm 정도인 것이 바람직하다.

투명 전극 하부에 화소 영역 바깥쪽을 둘러싸는 차광막을 더 포함할 수 있으며, 이 차광막은 유기 절연막이거나, 금속막 일 수 있다. 차광막이 금속막으로 형성되어 있는 경우, 차광막을 덮고 있는 보호막을 더 포함하는 것이 바람직하다.

화소 전극은 다수의 사각형 부분이 세로 방향으로 연결된 형태로 형성되어 있을 수 있으며, 이 경우 제1 개구 패턴은 제1 개구 패턴은 사각형 부분에 각각 대응되는 십자형으로 형성되어 있는 것이 좋다.

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 다수의 게이트선 및 인접한 두 개의 게이트선 사이에 위치하는 데이터 보조선을 박막 트랜지스터 기판용 제1 기판 위에 동시에 형성하고, 그 위에 게이트 절연막을 적층한 다음, 데이터선을 형성한다. 이어, 데이터선을 덮는 보호 절연막을 적층하고, 보호 절연막 및 게이트 절연막을 패터닝하여 데이터 보조선을 드러내는 다수의 접촉구와 데이터선을 드러내는 접촉구를 형성한다. 다음, 화소 전극, 그리고 접촉구를 통해 게이트선을 중심으로 양쪽에 위치한 데이터 보조선과 데이터선을 서로 연결하는 연결 패턴을 형성한다. 컬러 필터 기판용 제2 기판에 투명 도전막을 증착하고, 이 투명 도전막을 패터닝하여 제1 개구 패턴을 형성한 다음, 이 제1 개구 패턴이 연결 패턴과 서로 마주보도록 제1 기판과 제2 기판을 대응시킨다.

게이트선과 데이터 보조선을 형성하는 단계에서 인접한 두 개의 게이트선 사이에 게이트선과 나란한 보조 게이트선을 형성하고, 보조 게이트선과 게이트선을 서로 연결하는 게이트 연결부를 형성하는 것이 가능하다.

그러면, 첨부한 도면을 참고로하여 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 비틀린 네마틱 방식 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판의 배선도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 II-II' 및 III-III' 선에 대한 단면도로서, 보조선이 게이트 배선용 금속으로 데이터선 하부에 데이터선과 게이트선 교차부까지 형성되어 있고, 데이터선과 게이트선 교차부에서는 ITO로 연결되어 있는 구조를 나타낸다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 절연 기판(10) 위에 서로 나란한 상부 및 하부 게이트선(110, 120)이 가로 방향으로 형성되어 있고, 상부 및 하부 게이트선(110, 120)을 서로 연결하는 좌측 및 우측 연결부(120, 130)가 각각 세로 방향으로 형성되어 있다. 이처럼, 상부 및 하부 게이트선(110, 120)과 좌측 및 우측 연결부(120, 130)로 이루어진 링 게이트 배선에 둘러 싸인 부분이 화소(PX)가 된다.

또한, 절연 기판(10) 위에는 인접한 화소(PX)의 좌측 및 우측 연결부(130, 120) 사이에 세로 방향으로 보조선(150)이 형성되어 있는데, 이 보조선(150)은 상부 및 하부 게이트선(110, 120)과 연결되지 않도록 상부 및 하부 게이트선(110, 120) 부근에서 끊겨 있으며, 끝 부분은 세로 방향으로부터 일정 각도 바깥으로 비껴 나와 있다. 또한, 보조선(150)이 게이트 배선과 전기적으로 단락되는 것을 피하기 위해 게이트 배선의 연결부(120, 130)으로부터 최소한 6μm 이상 떨어지도록 형성한다.

링 게이트 배선(110, 120, 130, 140) 및 보조선(150) 상부에는 게이트 절연막(20)이 덮여 있으며, 게이트 절연막(20) 위에는 비정질 실리콘으로 이루어진 반도체층(200)이 상부 게이트선(110) 상부에 형성되어 있다. 게이트 절연막(20) 위에는 또한, 데이터선(300)이 상부 및 하부 게이트선(110, 120)과 교차하도록 세로 방향으로 형성되어 있고, 보조선(150)과는 중첩되어 있다. 데이터선(300)의 일부가 연장된 소스 전극이 반도체층(200)과 중첩되어 있고, 소스 전극의 맞은 편에서 반도체층(200)과 중첩되도록 드레인 전극(310)이 형성되어 있다. 이 드레인 전극(310)은 전단 화소(PX) 쪽으로 연장되어 있다. 한편, 데이터선(300)의 소스 전극 및 드레인 전극(310)과 반도체층(200) 사이에는 도핑된 비정질 실리콘으로 이루어진 저항성 접촉층(201)이 형성되어 있다.

데이터선(300), 드레인 전극(310) 및 반도체층(200) 위에는 보호 절연막(30)이 형성되어 있고, 보호 절연막(30) 위에는 링 게이트선(110, 120, 130, 140)으로 둘러 싸인 화소(PX) 내에 투명한 화소 전극(400)이 형성되어 있다. 화소 전극(400)은 ITO(indium-tin-oxide)로 이루어져 있으며, 보호 절연막(30)에 뚫린 접촉구(C2)를 통해 드레인 전극(310)과 연결되어 있다. 또한, 보호 절연막(30) 위에는 도전 연결 패턴(410)이 화소 전극(400)과 동일한 물질로 형성되어 있다. 이 도전 연결 패턴(410)은 한 화소의 하부 게이트선(140) 및 인접 화소의 상부 게이트선(110)과 교차하도록 두 화소에 걸쳐 세로로 형성되어 있으며, 각각 보조선(150)의 끝단 쪽으로 연장되어 보조선(150)과 중첩되어 있다. 이때, 도전 연결 패턴(410)은 게이트 절연막(20) 및 보호 절연막(30)에 뚫린 접촉구(C3, C4)를 통해 데이터선(300) 측면으로 비껴 나온 보조선(150)의 끝 부분과 각각 연결되어 있고, 데이터선(300) 상부에서는 보호 절연막(30)에 뚫린 접촉구(C1)를 통해서 데이터선(300)과 연결되어 있다.

이처럼, 여러 층의 막이 쌓이기 때문에 막이 끊길 우려가 있는 데이터선(300)과 게이트선(110, 140)의 교차점 부근에 앞 서 설명한 형태의 연결 패턴(410)이 형성되어 있으므로, 교차점에서 데이터선(300)이 끊기더라도 보조선(150)과 연결되어 있는 연결 패턴(410)을 따라 신호가 전달된다.

따라서, 데이터선이 단선됨으로써 생기는 결함을 제거할 수 있다.

이러한 박막 트랜지스터 기판의 배선 구조에서, 보조선(150)은 게이트 배선용 금속막을 패터닝하여 게이트 배선을 형성하는 단계에서 동시에 형성하고, 도전 연결 패턴(410)은 ITO 화소 전극(400)을 패터닝하는 단계에서 동시에 형성하며, 연결 패턴(410)을 데이터선(300)과 보조선(150)에 연결하기 위한 접촉구(C, C3, C4)를 보호 절연막(30)을 증착한 후 패드부를 드러내는 공정에서 동시에 형성하기 때문에, 별도의 공정이 추가되지 않는다.

도 4는 도 1의 II-II' 선에 대한 단면도로서, 박막 트랜지스터 기판에 컬러 필터 기판이 대응된 상태의 액정 표시 장치의 단면도이다.

도 4에서와 같이, 도 1 내지 3에서 설명한 박막 트랜지스터 기판이 투명 전극(500)이 형성되어 있는 대향 기판(11)과 마주보도록 대응된다. 이때, 두 기판(10, 11) 사이의 간격은 수 μm 정도이기 때문에, 비교적 전체 막 두께가 두꺼운 부분인 게이트선(110, 140)과 데이터선(300)이 교차되고 그 상부에 투명한 도전 연결 패턴(410)이 형성되어 있는 단차부에서는 하부 기판의 도전 연결 패턴(410)과 상부 기판(11)의 투명 전극(500)이 도전성 파티클(S2) 등에 의해 전기적으로 연결될 가능성이 있다.

도 5 내지 도 7는 상부 및 하부 기판 사이의 전기적 단락을 방지하기 제2 실시예를 보여준다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배선도이고, 도 6은 도 5의 VI-VI' 선에 대한 단면도이고, 도 7은 도 5의 VII-VII' 선에 대한 단면도로서, 박막 트랜지스터 기판과 대향 기판에 각각 화소 전극과 투명 대향 전극을 형성하고 투명 대향 전극에 개구부를 형성하여 영역을 분할하는 방식의 액정 표시 장치를 보여준다.

제2 실시예에서는, 제1 실시예에서와 거의 유사하게 링 게이트 배선(110, 120, 130, 140) 및 보조선(150), 반도체층(200), 데이터선(300) 및 드레인 전극(310), 그리고 투명한 도전 연결 패턴(410)이 형성되어 있다.

단, 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 박막 트랜지스터 기판의 화소 전극(420)은 다수의 사각형 부분으로 이루어져 있으며 이들 부분이 가는 연결부로 세로 방향으로 연결되어 있다.

박막 트랜지스터 기판과 마주보는 대향 기판 면에는 투명 전극(500)이 기판(11) 전면에 걸쳐 형성되어 있다. 투명 전극(510)에는 박막 트랜지스터 기판의 화소 전극(420)의 사각형 부분과 마주보는 위치에 십자형의 개구부(501)가 뚫려 있다.

또한, 박막 트랜지스터 기판에 투명 도전 연결 패턴(410)이 형성되어 있는 부분과 마주보는 위치의 투명 전극(510)에 개구부(512)가 뚫려 있다. 이때, 개구부(512)의 가장자리와 연결 패턴(410)의 가장자리 사이의 간격(L2, L3, L4)이 2μm 이상, 바람직하게는 3μm ∼ 6μm 가 되도록 패터닝되어 있어서, 도전성 파티클이 단차부 부근에 존재하더라도 상부 대향 기판의 투명 전극(510)과 하부 박막 트랜지스터 기판의 도전 연결 패턴(410) 간의 전기적 단락이 발생하지 않는다.

도시하지는 않았지만, 상부 대향 기판 쪽에는 화소(PX)의 가장자리에 대응되는 부분에 유기 절연막 또는 금속막 등으로 차광막이 형성된다. 이 차광막이 크롬(Cr) 등의 금속막으로 형성되는 경우, 차광막 위에 유기막, 산화규소막, 질화 규소막 등의 절연막을 두어, 투명 전극(510)의 일부가 제거된 개구부(512)를 통해 하부 박막 트랜지스터 기판의 도전 연결 패턴(410)과 차광막이 전기적으로 단락되지 않도록 한다.

앞선 제1 실시예에서와 마찬가지로, 박막 트랜지스터 기판의 보조선(150)과 좌우측 연결부(120, 130) 사이의 간격(L1)이 6 μm 이상, 바람직하게는 4μm ∼ 7μm이 되도록 형성하여, 보조선(150)과 연결부(120, 130) 사이의 단락을 방지한다.

그러면, 다음에서 도 5 내지 도 7 및 도 8a 내지 도 8f를 참고로 하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명한다.

도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 공정 순서에 따라 나타낸 평면도로서, 인접한 두 화소의 하부 및 상부 게이트선과 데이터선이 교차하는 단차부를 중심으로 도시되어 있다.

먼저, 도 5 내지 도 7 및 도 8a 에 도시한 바와 같이, 하부 박막 트랜지스터 기판용 절연 기판(10) 위에 게이트 배선용 금속막을 증착하고 패터닝하여, 상부 및 하부 게이트선(110, 140)과 좌우측 연결부(120, 130)로 이루어진 링 게이트 배선, 인접한 두 화소의 좌우측 연결부(120, 130) 사이 및 상부 및 하부 게이트선(110, 140) 사이에 링 게이트 배선(110, 120, 130, 140)과는 고립되어 위치하는 보조선(150), 그리고 게이트선(110, 140)의 끝에 형성되어 있는 게이트 패드(도시하지 않음)을 형성한다. 이때, 보조선(150)과 인접한 각각의 연결부(120, 130)는 보조선(150)으로부터 6μm 이상 떨어지도록 패터닝하여, 식각 불량에 의해 보조선(150)과 연결부(120, 130)가 전기적으로 연결되는 일이 없도록 한다.

다음, 도 5 내지 도 7 및 도 8b에 도시한 바와 같이, 게이트 절연막(20), 비정질 실리콘막 등의 반도체막, 도핑된 비정질 실리콘막 등의 오믹 콘택층을 연속하여 증착한 다음, 오믹 콘택층과 반도체막을 식각하여 반도체층(200)을 형성한다.

다음, 도 5 내지 도 7 및 도 8c에 도시한 바와 같이, 데이터 배선용 금속막을 증착하고 패터닝하여, 보조선(150)과 중첩하도록 세로 방향으로 형성되며 일부가 연장되어 반도체층(200)의 가장자리와 중첩하는 데이터선(300), 데이터선(300)과 분리되어 있으며 데이터선(300)의 반대쪽에서 반도체층(200)과 중첩하는 드레인 전극(310), 그리고 데이터선(300)의 한쪽 끝과 연결되어 있는 데이터 패드(도시하지 않음)을 형성한다.

다음, 도 5 내지 도 7 및 도 8d에 도시한 바와 같이, 보호 절연막(30)을 증착하고 보호 절연막(30) 및/또는 게이트 절연막(20)을 식각하여, 게이트 패드 및 데이터 패드를 드러내는 접촉구 및 교차부에서의 데이터선, 드레인 전극 및 보조선의 양끝단 등을 각각 드러내는 접촉구(C1, C2, C3, C4)를 형성한다.

다음, 도 5 내지 도 7 및 도 8e에 도시한 바와 같이, ITO와 같은 투명 도전막을 증착하고 패터닝하여, 링 게이트 배선(110, 120, 130, 140) 내부인 화소(PX) 영역에 화소 전극(420)을 형성하고, 동시에 게이트선(110, 140)과 데이터선(300)이 교차하는 단차부에는 접촉구(C1, C3, C4)를 통해 각각 데이터선(300), 한 화소의 보조선(150) 끝단, 인접한 다른 화소의 보조선(150) 끝단과 접촉하여 인접한 두 화소의 보조선(150)을 데이터선(300)에 연결하는 투명한 도전 연결 패턴(410)을 형성한다. 이때, 화소 전극(420)은 다수의 사각형 부분이 세로 방향으로 연결되어 있는 형태로 패터닝한다.

다음, 상부 컬러 필터 기판용 절연 기판(11) 위에 컬러 필터, 차광막, 보호막 등을 형성한다. 차광막을 금속막이 아닌 유기 절연막 등으로 형성할 경우에는 차광막 상부에 보호막을 형성하지 않아도 된다. 이후, 컬러 필터, 차광막, 보호막 위에 ITO와 같은 투명 전극(510)을 형성한 후 식각하여, 하부 절연 기판(10)의 화소 전극(400)의 사각형 부분에 대응될 부분에 십자형 개구부(511)와 도전 연결 패턴(410)에 대응될 부분이 제거된 개구부(512)를 형성한다.

다음, 도 8f에 도시한 바와 같이, 하부 박막 트랜지스터 기판용 절연 기판(10)과 상부 컬러 필터 기판용 절연 기판(11)을 조립한다.

이와 같이, 도전 연결 패턴(410) 상부에 대응되는 부분의 투명 전극(510)이 제거되기 때문에, 상부 기판과 하부 기판 간의 전기적 단락이 제거된다. 또한, 하 부 기판의 보조선(150)은 게이트 배선을 패터닝하는 단계에서 동시에 형성하고, 도전 연결 패턴(410)은 화소 전극(400)을 패터닝하는 단계에서 동시에 형성하며, 도전 연결 패턴(410) 상부에 대응되는 투명 전극(510)의 개구부(512)는 영역을 분할하기 위한 개구부(511)를 형성하는 단계에서 동시에 형성하기 때문에, 공정을 추가하지 않고 데이터 보조선(150)을 가지는 액정 표시 장치를 제조할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 보조선(150)과 연결부(120, 130)가 3μm ∼ 6μm의 간격을 가지도록 형성함으로써, 보조선(150)과 연결부(120, 130) 사이의 전기적 단락도 제거할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에서는 데이터선 단선 불량을 줄일 수 있는 보조선 구조를 공정을 추가하지 않고 제조할 수 있고, 박막 트랜지스터 기판과 상부 컬러 필터 기판이 전기적으로 단락되는 것을 방지할 수 있으며, 보조선과 게이트 배선이 단락되는 것을 방지할 수 있다.

Claims

제1 기판,

상기 제1 기판 위에 제1 방향으로 형성되어 있는 다수의 게이트선,

상기 제1 기판 위에 형성되어 있으며 인접한 두 개의 상기 게이트선 사이에 위치하는 제2 방향의 보조선,

상기 게이트선과 상기 보조선을 덮는 게이트 절연막,

상기 게이트선 상부의 상기 게이트 절연막 일부에 형성되어 있는 반도체층,

상기 게이트 절연막 위에 상기 게이트선과 교차하도록 형성되어 있으며 상기 보조선과 중첩하는 다수의 데이터선, 상기 데이터선으로부터 연장되어 상기 반도체층과 일부 중첩하는 소스 전극 및 상기 소스 전극의 맞은편에서 상기 반도체층과 일부 중첩하는 드레인 전극을 포함하는 데이터 배선,

상기 반도체층 및 상기 데이터 배선을 덮고 있는 보호 절연막,

상기 게이트선과 상기 데이터선으로 둘러싸인 영역 내의 상기 보호 절연막 위에 형성되어 있으며 상기 드레인 전극과는 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극,

상기 보호 절연막 위에 형성되어 있으며 하나의 상기 게이트선을 중심으로 양측에 위치한 상기 보조선을 전기적으로 연결하는 도전성 연결 패턴,

상기 제1 기판과 마주보도록 대응되는 제2 기판, 및

상기 제2 기판에 형성되어 있으며, 상기 도전성 연결 패턴과 마주보는 제1 부분에 제1 개구 패턴이 형성되어 있는 투명 전극

을 포함하는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 도전성 연결 패턴은 상기 데이터선과 전기적으로 연결되어 있는 액정 표시 장치.
제2항에서,

상기 도전성 연결 패턴은 상기 보호 절연막 및 상기 게이트 절연막에 뚫린 제1 및 제2 접촉구를 통해 상기 보조선과 연결되고, 상기 보호 절연막에 뚫린 제3 접촉구를 통해 상기 데이터선과 연결되는 액정 표시 장치.
제3항에서,

상기 보조선의 양 끝 부분은 상기 데이터선 밖으로 돌출되어 있는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 도전성 연결 패턴 및 상기 화소 전극은 ITO 로 형성되어 있는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 개구 패턴의 폭이 상기 도전성 연결 패턴의 폭보다 넓게 형성되어 있는 액정 표시 장치.
제6항에서,

상기 제1 개구 패턴을 정의하는 상기 투명 전극의 경계선과 상기 도전성 연결 패턴의 경계는 3μm∼ 6μm 범위의 간격을 가지는 액정 표시 장치.
제1항에서,

인접한 두 상기 게이트선 사이에 상기 게이트선과 나란하게 형성되어 있는 보조 게이트선, 및

상기 화소 영역 내에서 상기 게이트선과 상기 보조 게이트선을 상기 제2 방향으로 연결하는 연결부를 더 포함하는 액정 표시 장치.
제8항에서,

상기 보조선은 상기 게이트선, 상기 보조 게이트선 및 상기 연결부와 동일한 물질로 형성되어 있는 액정 표시 장치.
제9항에서,

상기 연결부와 상기 보조선의 간격이 4μm ∼ 7μm 인 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 투명 전극 하부에 형성되어 있으며 상기 화소 영역 바깥쪽에 둘러싸여 있는 차광막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
제11항에서,

상기 차광막은 유기 절연막인 액정 표시 장치.
제11항에서,

상기 차광막을 덮고 있는 보호막을 더 포함하며, 상기 차광막은 금속막으로 되어 있는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 투명 전극에는 상기 화소 영역과 마주보는 제2 부분에 제2 개구 패턴이 뚫려 있는 액정 표시 장치.
제14항에서,

상기 화소 전극은 다수의 사각형 부분이 상기 제2 방향으로 연결된 형태로 형성되어 있으며, 상기 제2 개구 패턴은 상기 사각형 부분 내에 형성되어 있는 십자형인 액정 표시 장치.
다수의 게이트선 및 인접한 두 개의 상기 게이트선 사이에 위치하는 데이터 보조선을 제1 기판 위에 동시에 형성하는 단계,

상기 제1 기판 상부에 상기 게이트선 및 상기 데이터 보조선을 덮는 게이트 절연막을 적층하는 단계,

상기 게이트 절연막 위에 데이터선을 형성하는 단계,

상기 데이터선을 덮는 보호 절연막을 적층하는 단계,

상기 보호 절연막 및 상기 게이트 절연막을 패터닝하여 상기 데이터 보조선을 드러내는 다수의 제1 접촉구를 형성하고, 상기 데이터선을 드러내는 제2 접촉구를 형성하는 단계,

화소 전극, 그리고 상기 제1 접촉구를 통해 상기 게이트선을 중심으로 양쪽에 위치한 상기 데이터 보조선과 연결되며 상기 제2 접촉구를 통해 상기 데이터선과 연결되는 연결 패턴을 형성하는 단계,

제2 기판에 투명 도전막을 증착하는 단계,

상기 투명 도전막을 패터닝하여 제1 개구 패턴을 형성하는 단계, 및

상기 제1 개구 패턴과 상기 연결 패턴이 서로 마주보도록 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 대응시키는 단계

를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제16항에서,

상기 게이트선 및 상기 데이터 보조선을 형성하는 단계에서 인접한 두 개의 상기 게이트선 사이에 상기 게이트선과 나란한 보조 게이트선을 형성하고, 상기 보조 게이트선과 상기 게이트선을 서로 연결하는 게이트 연결부를 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제17항에서,

상기 게이트 연결부와 상기 데이터 보조선이 4μm ∼ 7μm의 간격을 가지도록 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제16항에서,

상기 제1 개구 패턴의 폭을 상기 연결 패턴의 폭보다 넓게 패터닝하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제19항에서,

상기 제1 개구 패턴의 경계와 상기 연결 패턴의 경계 사이의 간격이 3μm ∼ 6μm 가 되도록 상기 제1 개구 패턴을 패터닝하는 액정 표시 장치의 제조 방법.