KR100656900B1 - a thin film transistor array panel for a liquid crystal display having an electrostatic protection structure and a manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
두 고립 게이트 전극이 게이트 절연막으로 덮여 있고, 그 위에는 반도체 패턴과 저항성 접촉층 패턴이 형성되어 있다. 저항성 접촉층 패턴 위에 형성되어 있으며 데이터 패드로부터 연장된 데이터선 연장부는 두 고립 게이트 전극 상부의 반도체 패턴을 중심으로 세 부분으로 나뉘어 두 개의 방전용 박막 트랜지스터의 신호 전극을 이루고 있다. 방전용 가로 배선은 해당 신호 전극과 연결되어 있고, 고립 게이트 전극과 해당하는 신호 전극 중 하나는 보호막과 게이트 절연막에 뚫린 접촉 구멍을 통하여 도전 패턴으로 연결되어 있어 두 방전용 박막 트랜지스터는 백-투-백(back-to-back)으로 연결된 다이오드로서 기능한다. 이와 같은 구조의 박막 트랜지스터 기판은 제조 공정 시 발생하는 정전기를 효과적으로 방전시키며 어레이 검사를 용이하게 실시할 수 있다. Two isolation gate electrodes are covered with a gate insulating film, on which a semiconductor pattern and an ohmic contact layer pattern are formed. The data line extension, which is formed on the ohmic contact layer pattern and extends from the data pad, is divided into three parts centering on the semiconductor patterns on the two isolation gate electrodes to form signal electrodes of two discharge thin film transistors. The horizontal wiring for discharge is connected to the corresponding signal electrode, and one of the isolation gate electrode and the corresponding signal electrode is connected in a conductive pattern through a contact hole formed in the protective film and the gate insulating film. It functions as a diode connected back-to-back. The thin film transistor substrate having such a structure effectively discharges static electricity generated during the manufacturing process and can easily perform array inspection.
방전용 배선, 박막 트랜지스터, 다이오드, 정전기, 어레이 검사Inspection of discharge wiring, thin film transistor, diode, static electricity, array
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 전체 구조를 간략히 도시한 도면이고,1 is a view schematically showing the overall structure of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에서 화소 영역(P) 및 패드 부근의 구조를 확대하여 도시한 배치도이고, FIG. 2 is an enlarged layout view of a structure near the pixel area P and the pad in FIG. 1;
도 3 및 도 4는 도 1에서 각각 Ⅲ 및 Ⅳ 부분을 확대하여 상세하게 도시한 배치도이고, 3 and 4 are enlarged layout views illustrating enlarged portions III and IV in FIG. 1, respectively.
도 5, 도 6 및 도 7은 각각 도 2, 도 3 및 도 4에서 Ⅴ-Ⅴ, Ⅵ-Ⅵ 및 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 절단한 단면도이고,5, 6, and 7 are cross-sectional views taken along the lines V-V, VI-VI, and VIII-VIII in FIGS. 2, 3, and 4, respectively.
도 8은 도 4의 Q 부분에 대한 등가 회로도이고,FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of the Q portion of FIG. 4,
도 9는 화소 전극이 형성되기 전 단계의 데이터 패드부 위쪽을 나타낸 도 15a의 R 부분에 대한 등가 회로도이고,FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of a portion R of FIG. 15A showing an upper portion of a data pad portion before a pixel electrode is formed.
도 10a 및 도 11a는 각각 본 발명의 실시예에 따라 제조하는 첫 단계에서의 배치도이고,10A and 11A are schematic views of a first step of manufacturing according to an embodiment of the present invention, respectively.
도 10b 및 도 11b는 각각 도 10a 및 도 11a에서 Ⅹb-Ⅹb 및 XIb-XIb 선을 따라 절단한 단면도이고,10B and 11B are cross-sectional views taken along the lines VIIb-VIIb and XIb-XIb in FIGS. 10A and 11A, respectively.
도 12a 및 도 13a는 각각 도 10a 및 도 11a 다음 단계에서의 배치도이고,12A and 13A are layout views at the next stage of FIGS. 10A and 11A, respectively;
도 12b, 도 12c, 도 12d, 도 12e, 도 12f는 도 12a에서 XⅡ-XⅡ 선을 따라 절단한 단면도로서 10b 다음 단계들을 공정 순서에 따라 도시한 것이고,12B, 12C, 12D, 12E, and 12F are cross-sectional views taken along the line XII-XII in FIG. 12A, illustrating the following steps in the order of the process;
도 13b, 도 13c, 도 13d, 도 13e, 도 13f는 도 13a에서 XⅢ-XⅢ 선을 따라 절단한 단면도로서 11b 다음 단계들을 공정 순서에 따라 도시한 것이고,13B, 13C, 13D, 13E, and 13F are cross-sectional views taken along the line XIII-XIII in FIG. 13A, which illustrate the following steps in the order of processing;
도 14a 및 도 15a는 각각 도 12a 및 도 13a 다음 단계에서의 배치도이고,14A and 15A are layout views at the next stage of FIGS. 12A and 13A, respectively;
도 14b 및 도 15b는 각각 도 14a 및 도 15a에서 XⅣb-XⅣb 및 XⅤb-XⅤb 선을 따라 절단한 단면도이고,14B and 15B are cross-sectional views taken along the lines XIVb-XIVb and XVb-XVb in FIGS. 14A and 15A, respectively.
도 16은 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 화소 영역 및 패드 부근의 구조를 확대하여 도시한 배치도이고, FIG. 16 is an enlarged layout view of a structure of a pixel area and a pad near a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a second embodiment;
도 17은 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 게이트 패드부 왼쪽의 구조를 확대하여 도시한 배치도이며, 17 is an enlarged layout view illustrating a structure of a left side of a gate pad part of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a second embodiment.
도 18은 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 데이터 패드부 위쪽의 구조를 확대하여 도시한 배치도이고,FIG. 18 is an enlarged layout view of a structure above an data pad part of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a second embodiment;
도 19, 도 20 및 도 21은 각각 도 16, 도 17 및 도 18에서 XⅨ-XⅨ, XX-XX, XXI-XXI 선을 따라 절단한 단면도이다.19, 20, and 21 are cross-sectional views taken along the lines X′-X ′, XX-XX, and XXI-XXI in FIGS. 16, 17, and 18, respectively.
본 발명은 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화소 불량 및 단락 또는 단선 불량을 검사하기 위한 검사용 배선을 가지는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중의 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판, 두 기판 사이의 액정층, 각각의 기판의 바깥 면에 부착되어 빛을 편광시키는 두 장의 편광판으로 이루어지며, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다. Liquid crystal display is one of the most widely used flat panel display, which consists of two substrates on which electrodes are formed, a liquid crystal layer between the two substrates, and two polarizers attached to the outer surface of each substrate to polarize light. The display device controls the amount of light transmitted by rearranging the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer by applying a voltage to the electrode.
이러한 액정 표시 장치는 두 기판에 전극이 각각 형성되어 있고 전극에 인가되는 전압을 스위칭하는 박막 트랜지스터를 가지는 것이 일반적인데, 박막 트랜지스터는 두 기판 중 하나에 형성된다.Such liquid crystal displays generally have thin film transistors each having electrodes formed on two substrates and switching voltages applied to the electrodes. The thin film transistors are formed on one of two substrates.
박막 트랜지스터가 형성되는 기판에는 다수의 게이트선 및 데이터선이 행과 열 방향으로 형성되어 있다. 게이트선과 데이터선의 교차로 정의되는 화소 영역에는 화소 전극이 형성되어 있으며, 박막 트랜지스터는 게이트선을 통하여 전달되는 주사 신호에 따라 데이터선을 통하여 전달되는 화상 신호를 제어하여 화소 전극으로 내보낸다. 화소와 화소를 둘러싸는 배선들의 집합으로 이루어진 표시 영역의 밖에는 게이트선과 데이터선에 각각 연결되어 있는 다수의 게이트 패드 및 데이터 패드가 형성되어 있으며, 이 패드들은 외부와 직접 연결되어 외부로부터 주사 신호 및 화상 신호를 해당하는 신호선으로 전달한다.On the substrate on which the thin film transistor is formed, a plurality of gate lines and data lines are formed in row and column directions. A pixel electrode is formed in the pixel region defined by the intersection of the gate line and the data line, and the thin film transistor controls the image signal transmitted through the data line according to the scan signal transmitted through the gate line and sends it out to the pixel electrode. Outside the display area, which consists of a pixel and a set of wirings surrounding the pixel, a plurality of gate pads and data pads connected to the gate line and the data line, respectively, are formed, and the pads are directly connected to the outside to scan signals and images from the outside. Deliver the signal to the corresponding signal line.
이러한 박막 트랜지스터 기판은 다수의 박막을 증착하고 패터닝하는 과정에서 발생하는 정전기에 노출되기 쉬우며, 이러한 정전기로 인하여 박막 트랜지스터의 특성이 저하되거나 박막 트랜지스터가 파괴될 수도 있다. 이를 방지하기 위해 방전용 배선(shorting bar)을 이용하여 각각의 신호선 등을 서로 연결하여 정전기를 방전시키는 방법이 적용되고 있다. Such thin film transistor substrates are easily exposed to static electricity generated in the process of depositing and patterning a plurality of thin films, and the characteristics of the thin film transistors or the thin film transistors may be destroyed by the static electricity. In order to prevent this, a method of discharging static electricity by connecting each signal line and the like using a discharging wire (shorting bar) has been applied.
한편, 이러한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 공정이 완료된 후에는 기판 내의 화소 불량이나 단락 또는 단선 불량을 검사하기 위한 어레이(array) 검사를 실시하는데, 어레이 검사를 실시하기 전에 방전용 배선을 통해 연결된 게이트선 및 데이터선을 전기적으로 서로 분리할 필요가 있다. On the other hand, after the manufacturing process of the thin film transistor substrate for the liquid crystal display device is completed, an array inspection is performed to inspect pixel defects, short circuits, or disconnection defects in the substrate. It is necessary to electrically separate the connected gate line and the data line from each other.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 정전기를 효과적으로 방전하면서도 어레이 검사가 용이한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which effectively discharge static electricity and facilitate an array inspection.
이러한 과제를 이루기 위한 본 발명에서는 데이터 패드와 방전용 배선이 고립된 두 게이트 전극과 그 상부의 반도체 패턴, 반도체 패턴을 중심으로 양쪽으로 분리되어 있는 도전체로 이루어진 두 방전용 박막 트랜지스터로 연결되어 있다. In the present invention for achieving this problem, the data pad and the discharging wiring are connected to two discharging thin film transistors formed of two isolated gate electrodes, a semiconductor pattern on top thereof, and a conductor separated on both sides of the semiconductor pattern.
본 발명에 따르면, 절연 기판 상부에 주사 신호를 전달하는 다수의 게이트선, 게이트선에 연결되어 있는 제1 게이트 전극, 게이트선에 연결되어 외부로부터 주사 신호를 전달받는 게이트 패드를 포함하는 게이트 배선이 형성되어 있다. 기판 위에는 또한 게이트 배선과 분리되어 있는 다수의 데이터선 검사 신호선과 다수의 제2 및 제3 게이트 전극이 형성되어 있다. 게이트 배선과 데이터선 검사 신호선, 제2 및 제3 게이트 전극은 게이트 절연막으로 덮여 있다. 제1 내지 제3 게이트 전극 위의 게이트 절연막 위에는 제1 내지 제3 반도체 패턴이 형성되어 있고, 제1 내지 제3 반도체 패턴 위에는 각각 서로 분리된 제1 및 제2 부분으로 나누어진 제1 내지 제3 저항성 접촉층 패턴이 형성되어 있다. 게이트 절연막 위에는 또한 데이터 배선, 다수의 게이트선 검사 신호선 및 제1 방전용 배선이 형성되어 있다. 데이터 배선은 다수의 데이터선, 데이터선에 연결되어 있으며 제1 저항성 접촉층 패턴의 제1 부분 위에 형성되어 있는 소스 전극, 게이트 전극을 중심으로 소스 전극과 마주하며 제1 저항성 접촉층 패턴의 제2 부분 위에 형성되어 있는 드레인 전극, 데이터선에 연결되어 외부로부터 화상 신호를 전달받는 데이터 패드를 포함한다. 데이터 패드와 제1 방전용 배선 사이에는 데이터 패드와 제2 저항성 접촉층 패턴의 제1 부분에 연결되어 있는 제1 도전체, 제2 저항성 접촉층 패턴의 제2 부분과 제3 저항성 접촉층 패턴의 제1 부분에 연결되어 있는 제2 도전체, 제3 저항성 접촉층 패턴의 제2 부분과 제1 방전용 배선에 연결되어 있는 제3 도전체가 형성되어 있다. 게이트선 검사 신호선 및 데이터선 검사 신호선은 각각 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있다.According to the present invention, a gate wiring including a plurality of gate lines for transmitting a scan signal on an insulating substrate, a first gate electrode connected to the gate line, and a gate pad connected to the gate line to receive the scan signal from the outside, Formed. A plurality of data line inspection signal lines and a plurality of second and third gate electrodes are also formed on the substrate, which are separate from the gate wirings. The gate wirings, the data line inspection signal lines, and the second and third gate electrodes are covered with a gate insulating film. First to third semiconductor patterns are formed on the gate insulating layer on the first to third gate electrodes, and the first to third portions are divided into first and second portions separated from each other on the first to third semiconductor patterns, respectively. An ohmic contact layer pattern is formed. On the gate insulating film, data wirings, a plurality of gate line inspection signal lines, and first discharge wirings are formed. The data line is connected to a plurality of data lines and data lines and is formed on the first portion of the first ohmic contact layer pattern and faces the source electrode centering on the source electrode and the gate electrode, and the second of the first ohmic contact layer pattern. A drain electrode is formed on the portion, and a data pad connected to the data line to receive an image signal from the outside. Between the data pad and the first discharge wiring, the first conductor connected to the data pad and the first portion of the second ohmic contact layer pattern, the second portion of the second ohmic contact layer pattern and the third ohmic contact layer pattern A second conductor connected to the first portion, a second portion of the third ohmic contact layer pattern, and a third conductor connected to the first discharge line are formed. The gate line test signal line and the data line test signal line are connected to the gate line and the data line, respectively.
본 발명에서는, 데이터 패드와 제1 방전용 배선이 제2 및 제3 게이트 전극과 제2 및 제3 반도체 패턴, 제1 내지 제3 도전체로 이루어진 두 개의 방전용 박막 트 랜지스터로 연결되어 있다. 이러한 구조에서 높은 전압의 정전기가 배선으로 유입되면 두 방전용 박막 트랜지스터가 턴-온되어 정전기가 제1 방전용 배선 및 각 배선으로 퍼져 나간다. In the present invention, the data pad and the first discharge wiring are connected by two discharge thin film transistors each consisting of the second and third gate electrodes, the second and third semiconductor patterns, and the first to third conductors. In such a structure, when high voltage static electricity flows into the wiring, the two thin film transistors for discharging are turned on to spread the static electricity to the first discharge wiring and each wiring.
여기에서, 제2 및 제3 게이트 전극은 제1 도전체 및 제1 방전용 배선과 각각 서로 연결되어 있을 수 있으며, 이 경우 두 방전용 박막 트랜지스터는 백-투-백(back-to-back)으로 연결된 순방향의 다이오드와 역방향의 다이오드로 된다. 여기서 정전기가 배선으로 유입되면 정전기는 다이오드의 역방향 항복 전압 이상의 전압을 가지고 있으므로 정전기가 두 다이오드에 모두 도통되어 데이터선으로 퍼져 나가게 된다. 한편, 검사용 신호 등과 같이 순방향 문턱 전압 또는 역방향 항복 전압보다 작은 크기의 신호가 인가되면 신호가 제1 방전용 배선으로 전달되지 않는다. 이로써, 데이터선과 제1 방전용 배선이 전기적으로 분리되어 검사용 신호가 데이터선에만 인가되므로 어레이 검사가 가능하다.Here, the second and third gate electrodes may be connected to each other with the first conductor and the first discharge line, respectively, in which case the two discharge thin film transistors are back-to-back. It is a diode in the forward direction and diode in the reverse direction. Here, when static electricity flows into the wiring, since the static electricity has a voltage higher than the reverse breakdown voltage of the diode, the static electricity is conducted to both diodes and spreads to the data line. On the other hand, when a signal having a magnitude smaller than the forward threshold voltage or the reverse breakdown voltage is applied, such as a test signal, the signal is not transmitted to the first discharge line. As a result, since the data line and the first discharge line are electrically separated and the test signal is applied only to the data line, array inspection is possible.
기판 위에는 또한 제2 방전용 배선이 형성될 수 있고 이때 게이트 패드와 제2 방전용 배선은 연결되어 정전기가 제2 방전용 배선을 거쳐 게이트선으로도 전달되어 방전될 수도 있다. 그러나, 어레이 검사 시에는 제2 방전용 배선과 게이트선이 전기적으로 분리되어 있어야 하므로 이 둘 간의 연결을 끊어주어야 한다. A second discharging wire may also be formed on the substrate, at which time the gate pad and the second discharging wire may be connected such that static electricity may be transferred to the gate line via the second discharging wire to be discharged. However, the second discharge line and the gate line must be electrically separated during the array inspection, so the connection between the two discharge lines must be broken.
본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에서는, 먼저 절연 기판 위에 게이트선 연장부를 포함하는 게이트 배선과 다수의 데이터선 검사 신호선, 다수의 제1 및 제2 고립 게이트 전극을 형성한다. 그 위에 게이트 절연막, 반도체층, 저항성 접촉층 및 제1 도전체층을 연속하여 증착한다. 이어, 제1 도전체층, 저항성 접촉층, 반도체층을 패터닝하여 데이터선 연장부를 포함하는 데이터 배선, 다수의 게이트선 검사 신호선, 데이터선 연장부에 연결되어 있는 제1 방전용 배선, 그 하부의 저항성 접촉층 패턴 및 반도체 패턴을 형성한다. 이어, 보호막을 증착하고 패터닝하여 드레인 전극과 게이트선 연장부, 데이터선 연장부, 게이트선 검사 신호선, 데이터선 검사 신호선, 게이트 패드, 데이터 패드를 각각 드러내는 제1 내지 제7 접촉 구멍을 형성한다. 이어, 제2 도전체층을 증착하고 패터닝하여 제1 접촉 구멍을 통하여 드레인 전극을 덮는 화소 전극, 제2 및 제4 접촉 구멍을 통하여 게이트선 연장부 및 게이트선 검사 신호선을 덮는 제1 도전 패턴, 제3 및 제5 접촉 구멍을 통하여 데이터선 연장부 및 데이터선 검사 신호선을 덮는 제2 도전 패턴을 형성한다. 여기에서, 데이터선 연장부 및 저항성 접촉층 패턴은 각각 제1 및 제2 고립 게이트 전극을 중심으로 제1 내지 제3 부분으로 나뉘어 있고 제1 부분과 제2 부분 사이 및 제2 부분과 제3 부분 사이, 소스 전극과 드레인 전극 사이의 반도체 패턴은 보호막으로 덮여 있다.In the method for manufacturing a thin film transistor substrate according to the present invention, first, a gate wiring including a gate line extension, a plurality of data line inspection signal lines, and a plurality of first and second isolated gate electrodes are formed on an insulating substrate. The gate insulating film, the semiconductor layer, the ohmic contact layer, and the first conductor layer are successively deposited thereon. Subsequently, the first conductor layer, the ohmic contact layer, and the semiconductor layer are patterned to form a data line including a data line extension, a plurality of gate line test signal lines, a first discharge line connected to the data line extension, and a resistivity thereunder. The contact layer pattern and the semiconductor pattern are formed. Subsequently, the passivation layer is deposited and patterned to form first to seventh contact holes exposing the drain electrode, the gate line extension, the data line extension, the gate line inspection signal line, the data line inspection signal line, the gate pad, and the data pad, respectively. Next, the second electrode layer is deposited and patterned to cover the drain electrode through the first contact hole, and the first conductive pattern covering the gate line extension and the gate line inspection signal line through the second and fourth contact holes. A second conductive pattern covering the data line extension and the data line inspection signal line is formed through the third and fifth contact holes. Here, the data line extension part and the ohmic contact layer pattern are divided into first to third parts around the first and second isolation gate electrodes, respectively, between the first part and the second part and between the second part and the third part. In the meantime, the semiconductor pattern between the source electrode and the drain electrode is covered with a protective film.
보호막을 패터닝할 때 제1 및 제2 고립 게이트 전극과 데이터선 연장부의 제1 부분, 제1 방전용 배선을 각각 드러내는 제8 내지 제11 접촉 구멍을 형성할 수 있다. 이어, 화소 전극을 형성할 때 제8 및 제10 접촉 구멍을 통해 제1 고립 게이트 전극과 데이터선 연장부의 제1 부분을 연결하는 제3 도전 패턴과 제9 및 제11 접촉 구멍을 통해 제2 고립 게이트 전극과 제1 방전용 배선을 연결하는 제4 도전 패턴을 형성하는 것이 바람직하다. When the passivation layer is patterned, eighth to eleventh contact holes exposing the first and second isolation gate electrodes, the first portion of the data line extension, and the first discharge line may be formed. Next, when forming the pixel electrode, a third conductive pattern connecting the first isolation gate electrode and the first portion of the data line extension through the eighth and tenth contact holes and the second isolation through the ninth and eleventh contact holes. It is preferable to form a fourth conductive pattern connecting the gate electrode and the first discharge wiring.
한편, 화소 전극을 형성할 때 제2 및 제3 접촉 구멍을 통하여 게이트 패드 및 데이터 패드를 각각 덮는 제5 및 제6 도전 패턴을 형성할 수도 있다.Meanwhile, when forming the pixel electrode, fifth and sixth conductive patterns covering the gate pad and the data pad may be formed through the second and third contact holes, respectively.
이러한 박막 트랜지스터 기판에서 게이트선 검사 신호선과 데이터선 검사 신호선에 각각 검사 신호를 인가하여 어레이 검사를 실시할 수 있다.In such a thin film transistor substrate, array inspection may be performed by applying a test signal to a gate line test signal line and a data line test signal line, respectively.
한편, 게이트선 연장부와 연결되어 있는 제2 방전용 배선을 형성하고 게이트선 연장부를 드러내는 개구부를 보호막 및 게이트 절연막에 형성할 수도 있는데, 이때는 개구부를 통해 드러난 게이트선 연장부를 식각하는 것이 바람직하다. Meanwhile, the second discharge line connected to the gate line extension part may be formed, and an opening that exposes the gate line extension part may be formed in the passivation layer and the gate insulating layer. In this case, the gate line extension part exposed through the opening may be etched.
그러면, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.Next, a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the same. do.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조에 대하여 개략적으로 설명한다. First, the structure of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be schematically described.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 전체 구조를 간략히 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view schematically illustrating an entire structure of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
우선, 표시 영역(D)에는 다수의 게이트선(200)이 가로 방향으로 형성되어 있고 게이트선(200)과 절연되어 교차하는 다수의 데이터선(600)이 세로 방향으로 형성되어 있다. 다수의 게이트선(200)과 데이터선(600)은 서로 교차하여 다수의 화소 영역(P)들을 정의하며, 각각의 화소 영역(P)에는 박막 트랜지스터(TFT) 및 화소 전극(PE)이 형성되어 있다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트선(200)으로부터 주사 신호를 인가 받아 데이터선(600)으로부터 화소 전극(PE)으로 전달되는 화상 신호를 제어하는 역할을 하며, 화소 전극(PE)은 반대쪽 기판의 공통 전극(도시하지 않음) 과 함께 둘 사이의 액정 분자들을 재배열시킨다.First, in the display area D, a plurality of
표시 영역(D)의 밖에는 게이트선(200) 및 데이터선(600)의 패드들과 정전기 방전용 소자 및 배선, 그리고 불량 검사용 배선들이 형성되어 있으며 이에 대해 상세히 설명한다.Outside the display area D, pads of the
먼저, 각각의 게이트선(200)에 연결되어 외부로부터 주사 신호를 게이트선(200)에 전달하는 게이트 패드(230) 및 각 게이트 패드(230)로부터 게이트선(200) 반대쪽으로 연장된 게이트선 연장부(240)가 형성되어 있다. 세로 방향으로는 방전용 세로 배선(250)이 형성되어 있으며, 게이트선 연장부(240)의 일부가 끊어져 있어 방전용 세로 배선(250)과 게이트선(200)은 전기적으로 분리되어 있다. 이와는 달리 방전용 세로 배선(250)은 생략할 수도 있다.First, a
또한, 각각의 데이터선(600)에 연결되어 외부로부터의 화상 신호를 데이터선(600)에 전달하는 데이터 패드(630) 및 데이터 패드(630)로부터 데이터선(600) 반대쪽으로 연장된 데이터선 연장부(640)가 형성되어 있다. 가로 방향으로는 방전용 가로 배선(650)이 형성되어 있으며, 방전용 가로 배선(650)과 데이터 패드(630)는 방전용 소자(E)로 연결되어 있다. In addition, a
표시 영역(D)의 밖에는 또한 게이트선 연장부(240)와 교차하는 제1 및 제2 게이트선 검사 신호선(660, 670)과 데이터선 연장부(640)와 교차하는 제1 내지 제3 데이터선 검사 신호선(260, 270, 280)이 형성되어 있다. 제1 및 제2 게이트선 검사 신호선(660, 670)은 각각 게이트선 연장부(240)를 통하여 홀수 번째 및 짝수 번째 게이트선(200)과 연결되어 있으며, 제1 내지 제3 데이터선 검사 신호선(260, 270, 280)은 각각 데이터선 연장부(640)를 통하여 (3n-2)번째, (3n-1)번째, 3n 번째(n은 자연수) 데이터선(600)과 연결되어 있다. Outside the display area D, the first and second gate line
또한, 방전용 세로 배선(250)과 방전용 가로 배선(650)은 서로 연결되어 있다.In addition, the discharge
이와 같은 박막 트랜지스터 기판에서 발생한 높은 전압의 정전기는 방전용 소자(E), 방전용 가로 배선(650) 및 방전용 세로 배선(250)을 통하여 각 배선들로 분산된다. The high voltage static electricity generated in the thin film transistor substrate is distributed to each of the wires through the discharge element E, the discharge
이러한 구조를 가지는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판에서 어레이 검사를 실시할 때에는, 홀수 번째 게이트선(200)이 연결되어 있는 제1 게이트선 검사 신호선(660)과 짝수 번째 게이트선(200)이 연결되어 있는 제2 게이트선 검사 신호선(670)에 각각 다른 신호를 인가하고, 데이터선(600)에 대해서는 제1 내지 제3 데이터선 검사 신호선(260, 270, 280)을 이용하여 세 개의 그룹으로 나누어 각각 R, G, B 신호를 인가하여 기판 내 화소 불량이나 게이트선(200)과 데이터선(600)의 단락 또는 단선을 검사하게 된다. 이때, 검사용 신호가 인가되면 게이트선 연장부(240)의 일부가 끊어져 있어 신호가 통과하지 못하며, 사용되는 전류의 크기가 작기 때문에 방전용 소자(E)로도 신호가 통과하지 못한다. 따라서, 어레이 검사에 사용되는 신호는 해당하는 신호선에만 전달되므로 방전용 배선(250, 650)을 절단하지 않고도 어레이 검사를 할 수 있다.When performing array inspection on a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device having such a structure, the first gate line
그러면, 도 1에 도시한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조 및 제조 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.Next, the structure and manufacturing method of the thin film transistor substrate for a liquid crystal display shown in FIG. 1 will be described in detail.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조에 대하여 도 1 내지 도 7을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.First, the structure of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 7.
도 2는 도 1에서 화소 영역(P) 및 패드 부근의 구조를 확대하여 도시한 배치도이고, 도 3 및 도 4는 도 1에서 각각 Ⅲ 및 Ⅳ 부분을 확대하여 상세하게 도시한 배치도이며, 도 5, 도 6 및 도 7은 각각 도 2, 도 3 및 도 4에서 Ⅴ-Ⅴ, Ⅵ-Ⅵ 및 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 절단한 단면도이다. FIG. 2 is an enlarged layout view of the structure of the pixel area P and the pads in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are enlarged views in detail of the III and IV portions of FIG. 1, respectively, and FIG. 5. 6 and 7 are cross-sectional views taken along the lines V-V, VI-VI, and VIII-VIII in FIGS. 2, 3, and 4, respectively.
도 1 내지 도 7에서와 같이, 투명한 절연 기판(100) 위에 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 몰리브덴 또는 몰리브덴-텅스텐 합금, 크롬, 탄탈륨 등의 금속 또는 도전체로 이루어진 게이트 배선(200, 210, 230, 240)과 다수의 유지 전극(220), 방전용 세로 배선(250), 제1 내지 제3 데이터선 검사 신호선(260, 270, 280), 다수의 제1 및 제2 고립 게이트 전극(211, 212)이 형성되어 있다. 1 to 7, the
게이트 배선은 가로 방향으로 뻗어 있는 다수의 게이트선(200), 게이트선(200)의 분지인 게이트 전극(210), 게이트선(200)에 연결되어 있는 게이트 패드(230), 게이트 패드(230)에 연결되어 있는 게이트선 연장부(240)를 포함한다. 여기서, 게이트선 연장부(240)의 일부분은 끊어져 있다.The gate wirings include a plurality of
방전용 세로 배선(250)은 게이트선 연장부(240) 왼쪽에 세로 방향으로 뻗어 있고 게이트선 연장부(240)와 연결되어 있으며, 앞서 설명한 것처럼 생략할 수도 있다. 제1 내지 제3 데이터선 검사 신호선(260, 270, 280)은 게이트선(200) 위쪽에 위치하며 가로 방향으로 뻗어 있다. 제1 및 제2 고립 게이트 전극(211, 212)은 가장 위쪽에 위치한 제1 데이터선 검사 신호선(260) 위쪽에 위치하며 세로 방향으 로 일렬로 배열되어 있다. The
유지 전극(220)은 게이트선(200) 사이에 위치하며 게이트선(200)과 평행하게 화소 영역(P)을 가로지른다. 유지 전극(220)은 후술할 화소 전극(830)과 연결된 유지 축전기용 도전 패턴(680)과 중첩되어 화소의 전하 보존 능력을 향상시키는 유지 축전기를 이루며, 화소 전극(830)과 게이트선(200)의 중첩으로 형성되는 유지 용량이 충분할 경우 형성하지 않을 수도 있다. The
게이트 배선(200, 210, 230, 240)과 제1 및 제2 고립 게이트 전극(211, 212), 유지 전극(220), 방전용 세로 배선(250), 제1 내지 제3 데이터선 검사 신호선(260, 270, 280)은 질화 규소 또는 산화 규소 따위로 이루어진 게이트 절연막(300)으로 덮여 있다.The gate wirings 200, 210, 230, and 240 and the first and second
게이트 절연막(300) 상부에는 비정질 규소 따위의 반도체로 이루어진 반도체 패턴(410, 411, 412, 413, 416, 417, 418)이 형성되어 있으며, 반도체 패턴(410, 411, 412, 413, 416, 417, 418) 상부에는 인(P)과 같은 n형 불순물이 도핑되어 있는 비정질 규소 따위로 이루어진 저항성 접촉층 패턴(510, 511, 512, 516, 517, 518, 520)이 형성되어 있다.
저항성 접촉층 패턴(510, 511, 512, 516, 517, 518, 520) 상부에는 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 몰리브덴 또는 몰리브덴-텅스텐 합금, 크롬, 탄탈륨 등의 금속 또는 도전체로 이루어진 데이터 배선(600, 610, 620, 630, 640), 방전용 가로 배선(650), 제1 및 제2 게이트선 검사 신호선(660, 670), 유지 축전기용 도전 패턴(680)이 형성되어 있다. On the ohmic
데이터 배선은 세로 방향으로 뻗어 있는 다수의 데이터선(600), 데이터선(600)의 분지인 소스 전극(610), 게이트 전극(210)을 중심으로 소스 전극(610)과 마주하는 드레인 전극(620), 데이터선(600)에 연결되어 외부로부터 화상 신호를 인가 받아 데이터선(600)에 전달하는 데이터 패드(630), 데이터 패드(630)에 연결되며 데이터선(600)의 반대 방향으로 뻗어 있는 데이터선 연장부(640)를 포함한다. The data line includes a plurality of
데이터선 연장부(640)는 제1 데이터선 검사 신호선(260) 위쪽에서 제1 및 제2 고립 게이트 전극(211, 212) 상부의 반도체 패턴(412, 413)을 중심으로 세 부분으로 나뉘며, 반도체 패턴(412, 413)을 채널층으로 하는 두 방전용 박막 트랜지스터의 신호 전극(611, 612, 621, 622)을 이룬다. 여기에서 반도체 패턴(412) 양쪽의 신호 전극을 제1 방전용 소스 전극(611) 및 드레인 전극(621)이라 하고, 반도체 패턴(413) 양쪽의 신호 전극을 제2 방전용 소스 전극(612) 및 드레인 전극(622)이라 하며, 제1 방전용 드레인 전극(621)과 제2 방전용 소스 전극(612)은 연결되어 있다.The
방전용 가로 배선(650)은 다수의 제2 방전용 소스 전극(612)과 연결되어 가로 방향으로 뻗어 있으며, 제1 및 제2 게이트선 검사 신호선(660, 670)은 게이트 패드(230)와 방전용 세로 배선(250) 사이에 세로 방향으로 뻗어 있고 게이트선 연장부(240)와 교차하고 있다.The discharge
유지 축전기용 도전 패턴(680)은 유지 전극(220) 상부에 형성되어 있으며, 유지 전극(220)을 형성하지 않을 경우 유지 축전기용 도전 패턴(680) 또한 형성하 지 않는다. The
저항성 접촉층 패턴(510, 511, 512, 516, 517, 518, 520)은 상부의 데이터 배선(600, 610, 620, 630, 640) 및 방전용 가로 배선(650), 제1 및 제2 게이트선 검사 신호선(660, 670), 유지 축전기용 도전 패턴(680)과 동일한 형태를 가진다. The ohmic
한편, 반도체 패턴(410, 416, 417, 418)은 저항성 접촉층 패턴(510, 516, 517, 518) 및 그 상부의 배선(600, 640, 650, 660, 670, 680)과 동일한 형태를 가지나, 반도체 패턴(411)은 소스 전극(610) 및 드레인 전극(620) 하부의 반도체 패턴(410)과 연결되어 있으며, 제1 및 제2 방전용 반도체 패턴(412, 413)은 제1 방전용 소스 전극(611)과 제2 방전용 소스 전극(612) 하부의 반도체 패턴(410)과 연결되어 있다. Meanwhile, the
데이터 배선(600, 610, 620, 630, 640) 및 반도체 패턴(411), 방전용 가로 배선(650), 제1 및 제2 게이트선 검사 신호선(660, 670), 유지 축전기용 도전 패턴(680), 제1 및 제2 방전용 반도체 패턴(412, 413), 게이트 절연막(300)의 상부에는 보호막(700)이 형성되어 있다.
보호막(700)은 게이트 절연막(300)과 함께 게이트 패드(230)를 드러내는 접촉 구멍(711)을 가지고 있을 뿐만 아니라, 데이터 패드(630)를 드러내는 접촉 구멍(712)을 가지고 있다. 또한, 보호막(700)은 게이트 절연막(300)과 함께 게이트선 연장부(240)를 드러내는 개구부(710)를 가지고 있는데, 개구부(710)는 게이트선 연장부(240)가 끊어진 부분 위에 위치하고 있다. 이 개구부(710)는 없을 수도 있다. 보호막(700)은 드레인 전극(620)을 드러내는 접촉 구멍(763)을 가지고 있 고, 제1 및 제2 게이트선 검사 신호선(660, 670)을 드러내는 접촉 구멍(720) 및 데이터선 연장부(640)를 드러내는 접촉 구멍(780)을 가지고 있으며, 게이트 절연막(300)과 함께 게이트선 연장부(240)를 드러내는 접촉 구멍(730)과 제1 내지 제3 데이터선 검사 신호선(260, 270, 280)을 드러내는 접촉 구멍(790)을 가지고 있다. 또한, 보호막(700)은 데이터선 연장부(640)를 드러내는 접촉 구멍(760)과 방전용 가로 배선(650)을 드러내는 접촉 구멍(740)을 가지고 있으며, 게이트 절연막(300)과 함께 제1 및 제2 고립 게이트 전극(211, 212)을 각각 드러내는 접촉 구멍(770, 750)을 가지고 있다.The
보호막(700)은 또한 방전용 가로 배선(650)을 드러내는 접촉 구멍(도시하지 않음)을 가지며, 게이트 절연막(300)과 함께 방전용 세로 배선(250)을 드러내는 접촉 구멍(도시하지 않음)을 가지고 있다.The
보호막(700) 상부에는 ITO 따위의 투명한 도전 물질 또는 통상의 도전 물질로 이루어진 화소 전극(830), 보조 게이트 패드(810), 보조 데이터 패드(820), 도전 패턴(840, 841, 842, 850, 851, 860, 861)이 형성되어 있다. 보호막(700) 위에는 또한 방전용 가로 배선(650)과 방전용 세로 배선(250)을 접촉 구멍을 통하여 연결하는 도전 패턴(도시하지 않음)이 형성되어 있다.On the
화소 전극(830)은 화소 영역(P)에 형성되어 있으며, 접촉 구멍(763)을 통하여 드레인 전극(620)과 연결되어 있고 접촉 구멍(761. 762)을 통하여 유지 축전기용 도전 패턴(680)과 연결되어 있다. The
보조 게이트 패드(810)와 보조 데이터 패드(820)는 접촉 구멍(711, 712)을 통해 게이트 패드(230) 및 데이터 패드(630)와 각각 연결되어 있으며, 이들은 패드(230, 630)와 외부 회로 장치와의 접착성을 보완하고 패드(230, 630)를 보호하는 역할을 하는 것으로 필수적인 것은 아니다. The
도전 패턴(851, 850)은 접촉 구멍(720, 730)을 통하여 홀수 번째 및 짝수 번째 게이트선 연장부(240)와 제1 및 제2 게이트선 검사 신호선(660, 670)을 각각 연결한다. 또한, 도전 패턴(840, 841, 842)은 접촉 구멍(780, 790)을 통하여 (3n-2), (3n-1), 3n 번째 데이터선 연장부(640)와 제1 내지 제3 데이터선 검사 신호선(260, 270, 280)을 각각 연결한다. The
도전 패턴(861)은 접촉 구멍(760, 770)을 통하여 제1 고립 게이트 전극(211)과 제1 방전용 소스 전극(611)을 연결하며, 도전 패턴(860)은 접촉 구멍(740, 750)을 통하여 제2 고립 게이트 전극(212)과 제2 방전용 드레인 전극(622)을 연결한다. The
여기에서 고립 게이트 전극(211, 212)과 그 위의 게이트 절연막(300), 반도체 패턴(412, 413), 방전용 소스 전극(611, 612) 및 방전용 드레인 전극(621, 622)은 방전용 소자, 즉 방전용 박막 트랜지스터를 이룬다. 그런데, 도전 패턴(860, 861)을 통하여 고립 게이트 전극(211, 212)과 소스 전극(611) 및 드레인 전극(622)이 각각 전기적으로 연결되기 때문에 이 박막 트랜지스터는 다이오드로서 기능한다.Here, the
도 8에는 도 4의 Q 부분에 해당하는 등가 회로도가 도시되어 있다.8 shows an equivalent circuit diagram corresponding to the Q portion of FIG. 4.
도 8에서와 같이, 제1 및 제2 방전용 다이오드(d1, d2)의 게이트 단자(G1, G2)는 소스 단자(S1) 및 드레인 단자(D2)에 각각 연결되어 있고, 제1 다이오드(d1) 의 드레인 단자(D1)와 제2 다이오드(d2)의 소스 단자(S2)가 연결되어 백-투-백(back-to-back) 구조를 이루고 있다. 즉, 데이터선(600)으로부터 방전용 가로 배선(650) 쪽으로 향하는 양의 전류에 대해서 제1 방전용 다이오드(d1)의 방향은 순방향이 되고, 제2 방전용 다이오드(d2)의 방향은 역방향이 되며 그 반대 방향의 전류에 대해서는 제2 방전용 다이오드(d2)는 순방향, 제1 방전용 다이오드(d1)는 역방향이 된다. As shown in FIG. 8, the gate terminals G1 and G2 of the first and second discharge diodes d1 and d2 are connected to the source terminal S1 and the drain terminal D2, respectively, and the first diode d1. Drain terminal (D1) and the source terminal (S2) of the second diode (d2) is connected to form a back-to-back (back-to-back) structure. That is, the direction of the first discharge diode d1 is in the forward direction and the direction of the second discharge diode d2 is in the reverse direction with respect to the positive current from the
여기에서, 게이트 단자(G1, G2)는 고립 게이트 전극(211, 212), 소스 단자(S1, S2)는 소스 전극(611, 612), 드레인 단자(D1, D2)는 드레인 전극(621, 622)에 각각 해당한다. Here, the gate terminals G1 and G2 are isolated
그런데, 통상의 정전기는 방전용 다이오드(d1, d2)의 역방향 항복 전압 이상의 전압을 가지고 있으므로 정전기 발생 시 두 다이오드(d1, d2)가 모두 도통되어 정전기가 모든 데이터선(600)으로 분산된다. 그러나, 어레이 검사 시 제1 내지 제3 데이터선 검사 신호선(260, 270, 280)에 인가되는 신호의 전압은 방전용 다이오드(d1, d2)의 순방향 문턱 전압 또는 역방향 항복 전압보다 작으므로 검사 신호는 방전용 가로 배선(650) 쪽으로 전달되지 못하고 해당 데이터선(600)에만 인가된다.However, since the normal static electricity has a voltage equal to or higher than the reverse breakdown voltage of the discharge diodes d1 and d2, when the static electricity is generated, both diodes d1 and d2 are conducted and the static electricity is distributed to all the data lines 600. However, since the voltage of the signal applied to the first to third data line
한편, 이 박막 트랜지스터 기판에서 도전 패턴(840, 841, 842, 850, 851, 860, 861)이 형성되기 전까지는 방전용 박막 트랜지스터는 다이오드가 아니라 통상의 삼단자 단극성(unipolar) 트랜지스터로서 기능한다. 이때의 등가 회로를 도 9에 도시하였다.On the other hand, until the
도 9에서 보면, 게이트 단자(G1, G2)와 소스 및 드레인 단자(S1, D1; S2, D2) 사이에 방전용 축전기(C1, C2, C3, C4)가 연결되어 있는 것으로 나타나 있다. 이때 방전용 축전기(C1, C2)는 도 4에서 제1 고립 게이트 전극(211)과 제1 방전용 소스 전극(611) 및 드레인 전극(621)이 게이트 절연막(300)을 사이에 두고 중첩되어 이루는 것이며, 방전용 축전기(C3, C4)는 제2 고립 게이트 전극(212)과 제2 방전용 소스 전극(612) 및 드레인 전극(622)이 게이트 절연막(300)을 사이에 두고 중첩되어 이루는 것이다. 9, it is shown that discharge capacitors C1, C2, C3, and C4 are connected between the gate terminals G1 and G2 and the source and drain terminals S1, D1; S2 and D2. In this case, the discharge capacitors C1 and C2 are formed by overlapping the first
이때, 정전기가 발생하면 축전기 C1과 C2의 커플링 및 축전기 C3과 C4의 커플링에 의해서 게이트 단자(G1, G2)의 전위가 변하여 제1 및 제2 방전용 박막 트랜지스터(d1-TFT, d2-TFT)가 턴-온되므로 방전용 가로 배선(650) 및 데이터선(600)으로 정전기가 퍼져 나간다.At this time, when the static electricity is generated, the potentials of the gate terminals G1 and G2 are changed by the coupling of the capacitors C1 and C2 and the coupling of the capacitors C3 and C4 so that the first and second discharge thin film transistors d1-TFT and d2- are discharged. Since the TFT is turned on, static electricity spreads to the
그러면, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 도 10a 내지 도 15b, 앞서의 도 3, 도 4, 도 6 및 도 7을 참조하여 상세히 설명한다. 표시 영역(D)을 이루는 요소는 도 2 및 도 5를 참조하여 함께 설명한다.Next, a method of manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 10A to 15B and FIGS. 3, 4, 6, and 7. Elements constituting the display area D are described together with reference to FIGS. 2 and 5.
먼저, 도 10a 및 도 11a, 도 10b 및 도 11b에서와 같이 절연 기판(100) 상부에 게이트 배선용 도전체층을 증착하고, 제1 사진 식각 공정을 이용하여 게이트 배선(200, 210, 230, 240), 유지 전극(220), 방전용 세로 배선(250), 제1 내지 제3 데이터선 검사 신호선(260, 270, 280), 제1 및 제2 고립 게이트 전극(211, 212)을 형성한다. 방전용 세로 배선(250)은 게이트선 연장부(240)와 끊어져 있거나 생략 될 수도 있다.First, as shown in FIGS. 10A, 11A, 10B, and 11B, a conductor layer for gate wiring is deposited on the insulating
이어, 도 12b 및 도 13b에서와 같이 게이트 절연막(300), 반도체층(400) 및 저항성 접촉층(500)을 CVD(chemical vapor deposition)로 연속하여 증착하고, 이어 데이터 배선용 도전체층(601)을 스퍼터링 따위의 방법으로 증착한 다음, 제2 사진 식각 공정을 이용하여 데이터 배선(600, 610, 620, 630, 640) 및 방전용 가로 배선(650), 제1 및 제2 게이트선 검사 신호선(660, 670), 유지 축전기용 도전 패턴(680)을 형성한다. 이 과정을 다음에서 상세하게 설명한다.Subsequently, as shown in FIGS. 12B and 13B, the
도전체층(601) 상부에 감광막을 도포한 후, 마스크를 이용하여 위치에 따라 두께를 달리 하는 감광막 패턴(112, 114)을 형성한다. 이때 사용되는 마스크는 위치에 따라 빛의 투과율이 다른 특성을 지닌다. 감광막 패턴(112, 114) 중에서 박막 트랜지스터와 제1 및 제2 방전용 박막 트랜지스터의 소스 전극(610, 611, 612)과 드레인 전극(620, 621, 622) 사이에 위치한 부분(C)의 감광막 패턴(114)은 데이터 배선부(A), 즉 데이터 배선(600, 610, 620, 630, 640)이나 방전용 가로 배선(650), 제1 및 제2 게이트선 검사 신호선(660, 670), 유지 축전기용 도전 패턴(680)이 형성될 부분에 위치한 부분(112)보다 두께를 얇게 하며, 기타 부분(B)의 감광막은 모두 제거하거나 다른 부분보다 두께를 얇게 한다. After the photoresist film is coated on the
이어, 도 12c 및 도 13c에서와 같이 기타 부분(B)의 노출되어 있는 도전체층(601)을 제거하여 그 하부의 저항성 접촉층(500)을 노출시킨다. 만일 기타 부분(B)에 얇은 감광막이 남아 있다면 이를 먼저 제거한다. 이렇게 하면, C 부분의 소스/드레인용 도전체 패턴(도시하지 않음)과 방전용 소스/드레인용 도전체 패턴(602) 및 데이터 배선부(A)의 도전체 패턴(603)만이 남고 기타 부분(B)의 도전체층(601)은 모두 제거되어 그 하부의 저항성 접촉층(500)이 드러난다. 이때, 도전체 패턴(603)은 소스 전극(610, 611, 612) 및 드레인 전극(620, 621, 622)이 분리되지 않고 연결되어 있는 점을 제외하면 데이터 배선(600, 610, 620, 630, 640) 및 방전용 가로 배선(650), 제1 및 제2 게이트선 검사 신호선(660, 670), 유지 축전기용 도전 패턴(680)의 형태와 동일하다.12C and 13C, the exposed
이어, 도 12d 및 도 13d에서와 같이 기타 부분(B)의 노출된 저항성 접촉층(500) 및 그 하부의 반도체층(400)을 식각하여 저항성 접촉층 패턴(502, 503)과 그 하부의 반도체 패턴(402, 403)을 형성한다. 이때, 기타 부분(B)의 저항성 접촉층(500) 및 반도체층(400)이 완전히 제거되어 그 하부의 게이트 절연막(300)이 드러날 수도 있지만, 반도체층(400)이 약간 남아 있을 수도 있다. 한편, C 부분의 감광막 패턴(114)은 남아 있을 수도 있고 그렇지 않을 수도 있지만, 데이터 배선부(A)의 감광막 패턴(112)은 남아 있어야 한다. C 부분의 감광막 패턴(114)이 남아 있는 경우에는 애싱(ashing) 따위를 통하여 제거한다. 이때, 데이터 배선부(A)의 감광막 패턴(112)은 어느 정도 두께가 줄지만 제거되지는 않는다. 이렇게 하면, 소스/드레인용 도전체 패턴과 제1 및 제2 방전용 소스/드레인용 도전체 패턴(602)이 드러난다. Next, as shown in FIGS. 12D and 13D, the exposed
이어, 도 12e 및 도 13e에서와 같이 C 부분의 소스/드레인용 도전체 패턴과 방전용 소스/드레인용 도전체 패턴(602) 및 그 하부의 저항성 접촉층 패턴과 방전용 저항성 접촉층 패턴(502)을 식각하여 제거한다. 이때, 반도체 패턴(402)의 일 부가 제거되어 두께가 얇아질 수도 있으며 감광막 제2 부분(112)의 두께도 어느 정도 식각될 수도 있다. 또한, 기타 부분(B)에 반도체층(400)이 남아 있다면 이때 제거되어야 한다. 이렇게 하여, 소스/드레인용 도전체 패턴 및 저항성 접촉층 패턴이 분리되며, 방전용 소스/드레인용 도전체 패턴(602) 및 저항성 접촉층 패턴(502)이 분리된다. Subsequently, as shown in FIGS. 12E and 13E, the source / drain conductor pattern and the discharge source /
이와 같이, 데이터 배선(600, 610, 620, 630, 640) 및 방전용 가로 배선(650), 제1 및 제2 게이트선 검사 신호선(660, 670), 유지 축전기용 도전 패턴(680)을 완성한 후, 도 12a, 도 12f, 도 13a 및 도 13f에서와 같이 데이터 배선부(A)에 남아 있는 감광막(112)을 제거한다. Thus, the data wirings 600, 610, 620, 630, 640, the
이어, 도 14a 및 도 15a, 도 14b 및 도 15b에서와 같이 보호막(700)을 증착하고 제3 사진 식각 공정을 이용하여 개구부(710)와 접촉 구멍(711, 712, 763, 761, 762, 720, 730, 740, 750, 760, 770, 780, 790)을 형성한다. 방전용 세로 배선(250)이 없거나 게이트선 연장부(240)가 이미 끊어져 있는 경우에는 개구부(710)는 형성하지 않을 수 있다.Subsequently, as shown in FIGS. 14A and 15A, 14B, and 15B, the
이어, 도 3, 도 4, 도 6 및 도 7에서와 같이 도전 물질을 증착하고 제4 사진 식각 공정을 이용하여 화소 전극(830), 보조 게이트 패드(810), 보조 데이터 패드(820) 및 도전 패턴(840, 841, 842, 850, 851, 860, 861)을 형성한다. 3, 4, 6, and 7, the conductive material is deposited and the
마지막으로, 개구부(710)를 통해 드러난 게이트선 연장부(240)를 제거한다. Finally, the
이와 같이 네 번의 사진 식각 공정을 이용하여 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 제조하기도 하지만, 다섯 번의 사진 식각 공정을 이용하여 제조할 수도 있다.As described above, although a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device is manufactured using four photolithography processes, it may be manufactured using five photolithography processes.
그러면, 다섯 번의 사진 식각 공정을 이용한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 대하여 도 16 내지 도 21을 참조하여 본 발명의 제2 실시예로 설명한다.Next, a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device using five photolithography processes and a manufacturing method thereof will be described with reference to FIGS. 16 to 21 as a second embodiment of the present invention.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판에서 화소 영역 및 패드 부근의 구조를 확대하여 도시한 배치도이고, 도 17은 게이트 패드부 왼쪽의 구조를 확대하여 도시한 배치도이며, 도 18은 데이터 패드부 위쪽의 구조를 확대하여 도시한 배치도이다. 도 19, 도 20 및 도 21은 도 16, 도 17 및 도 18에서 각각 XⅨ-XⅨ, XX-XX, XXI-XXI 선을 따라 절단한 단면도이다FIG. 16 is an enlarged layout view of a structure of a pixel area and a pad in a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 17 is an enlarged layout view of a structure of a left side of a gate pad part. 18 is an enlarged layout view of a structure above the data pad unit. 19, 20, and 21 are cross-sectional views taken along the lines X′-X ′, XX-XX, and XXI-XXI in FIGS. 16, 17, and 18, respectively.
도 16 내지 도 21에서와 같이, 다섯 번의 사진 식각 공정을 이용한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조는 네 번의 사진 식각 공정을 이용한 실시예와 유사하다. 단, 저항성 접촉층(500)과 반도체층(400)이 게이트 전극(210)과 제1 및 제2 고립 게이트 전극(211, 212) 상부에만 있고, 데이터선(600) 및 방전용 가로 배선(650), 제1 및 제2 게이트선 검사 신호선(660, 670), 유지 축전기용 도전 패턴(680), 방전용 세로 배선(690)의 하부에는 없다는 점이 다르다. 16 to 21, the structure of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display using five photolithography processes is similar to the embodiment using four photolithography processes. However, the
그러면, 다섯 번의 사진 식각 공정을 이용한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 간략히 설명한다.Next, a method of manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device using five photolithography processes will be briefly described.
먼저, 절연 기판(100) 상부에 게이트 배선용 도전체를 형성한 후 제1 사진 식각을 실시하여 게이트 배선 등을 형성하고, 게이트 절연막(300), 반도체층(400), 저항성 접촉층(500)을 차례로 증착한 후 제2 사진 식각 공정을 하여 반도체 패턴(411, 412, 413) 및 저항성 접촉층 패턴(510, 520, 511, 521, 512)을 형성한다. 이어, 데이터 배선용 도전체를 증착한 후 제3 사진 식각을 실시하여 데이터 배선 등을 형성하며, 데이터선 연장부(640)의 일부는 분리되어 제1 방전용 소스 전극(611) 및 드레인 전극(621)과 제2 방전용 소스 전극(612) 및 드레인 전극(622)을 이룬다. 이어, 보호막(700)을 증착한 후 제4 사진 식각을 실시하여 개구부(710)와 접촉 구멍(711, 712, 763, 761, 762, 720, 730, 740, 750, 760, 770, 780, 790)을 형성한다. 이어, ITO와 같은 투명한 도전 물질을 증착한 후 제5 사진 식각을 실시하여 화소 전극(830), 보조 게이트 패드(810), 보조 데이터 패드(820) 및 도전 패턴(840, 841, 842, 850, 851, 860, 861)을 형성한다. 이어, 개구부(710)를 통해 드러난 게이트선 연장부(240)를 식각한다.First, a gate wiring conductor is formed on the insulating
제1 및 제2 실시예에서는 데이터선 검사 신호선을 세 개 형성하였지만 두 개만 형성할 수도 있다.In the first and second embodiments, three data line inspection signal lines are formed, but only two may be formed.
이와 같이 본 발명에서는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 시에 발생하는 정전기를 효과적으로 방전시키며, 방전용 배선을 제거하지 않고 화소 불량이나 단락 또는 단선 불량을 검사하는 어레이 검사를 실시할 수 있다. As described above, in the present invention, an array inspection can be performed to effectively discharge static electricity generated during the manufacture of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device, and to inspect pixel defects, short circuits, or disconnection defects without removing the discharge wiring.
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