KR100669077B1 - 액정표시장치 액티브패널의 구조 및 그 제조방법 - Google Patents

액정표시장치 액티브패널의 구조 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (n-1) 번째 게이트버스라인의 일부를 n번째 화소의 보조용량용 전극으로 사용하는 부가용량(storage on gate)방식으로 보조용량(storage capacitor)를 설계하는 액정표시장치 액티브패널의 구조 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상기 게이트버스라인 상부의 화소전극으로 덮어주지 못하는 노출부분과 상판의 공통전극 사이에서 야기되는 불균일한 전계의 발생을 억제하여 플리커, 잔상 등의 발생률을 저하함으로써 화질을 향상하기 위하여 상기 게이트버스라인부의 게이트절연막 위에 상기 게이트버스라인을 선폭방향으로 완전히 덮는 보조용량용 전극을 형성하고, 상기 보조용량용 전극을 덮도록 형성된 보호막의 일부를 노출하는 보조용량 콘택홀을 형성하여 상기 보조용량 콘택홀을 통하여 화소전극을 상기 보조용량용 전극과 연결하는 구조의 액정표시장치 액티브패널 및 그 제조방법이 제공된다.

Description

액정표시장치 액티브패널의 구조 및 그 제조방법
본 발명은 (n-1)번째 게이트버스라인의 일부를 n번째 화소의 보조용량용 전극으로 사용하는 부가용량(storage on gate)방식으로 보조용량(storage capacitor)를 설계하는 액정표시장치 액티브패널의 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.
상기 보조용량은 액정 인가전압의 유지특성을 향상하기 위하여 필요에 따라 설계하는 것이며, 상기 보조용량의 설계방식으로서는 상기 부가용량방식과 축적용량(storage on common)방식으로 대별된다. 참고적으로, 상기 축적용량방식은 보조용량용 전극을 별도로 배선하여 공통전극과 연결하여 사용하는 방식을 말한다.
부가용량방식으로 보조용량을 설계한 일반적인 액정패널의 구조에 관해서 도 1을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 1에서 보는 바와 같이, 액정패널의 한 쪽 면에는 액정(20)을 구동하기 위하여 전기장을 발생시키는 스위칭소자 및 배선들이 설치된 액티브패널(10)이 형성되어 있고, 다른 면에는 색상을 구현하는 소자들이 설치된 칼라필터패널(30)이 형성되어 있으며, 실(21)을 사이에 두고 상기 두개의 패널(10,30)들이 대향하여 부착되어 있다. 상기 실(seal)(21)에 의하여 형성된 공간(이 공간을 '셀갭(Cell Gap)'이라 함)에는 액정(20)이 채워진다.
상기 액티브패널(하판)(10)은 제1투명기판(11) 위에 서로 교차하도록 배열된 복수개의 게이트버스라인(12)과 데이터버스라인(16), 그리고 상기 게이트버스라인(12)과 데이터버스라인(16)의 교차영역 부근 각각에 형성된 게이트전극(12a), 소스전극(16a), 드레인전극(16b), 반도체층(14) 등으로 이루어진 박막트랜지스터(50)를 포함한다. 그리고, 드레인콘택홀(17a)을 통하여 상기 드레인전극(16b)과 접촉된 화소전극(18)이 게이트버스라인(12)과 데이터버스라인(16)이 교차하여 이루는 영역에 형성되어 액정(20)에 인가하는 전기장을 형성하는 한쪽 전극 역할을 한다. 박막트랜지스터(50)와 접촉된 화소전극(18)의 단부와 데이터버스라인(16) 방향으로 반대측에 위치한 상기 화소전극(18)의 단부는 인접한 게이트버스라인(12)의 일부와 중첩되도록 형성되어 있으며, 상기 중첩부분에서 보조용량(19)이 구성된다. 상기 보조용량(19)에 대하여는 도 3을 참조하여 이후에 상술하기로 한다. 상기한 구조에 관하여 좀 더 명확히 하기 위하여 도 1에 나타낸 액정패널의 하부구조를 구성하는 액티브패널의 평면도를 도 2에 도시하였다. 상기 도 2를 참조하면 상기 도 1에는 도시되지 않은 실(21) 바깥부분의 구조도 나타나 있으며, 이를 참조하여 살펴보면 제1투명기판(11) 상의 실(21)의 바깥부분에는 위치하는 각 게이트버스라인(12)의 단부에는 게이트패드(12b)가 형성되어 있고, 각 데이터버스라인(16)의 단부에는 데이터패드(16d)가 형성되어 있다.
그리고, 상기 칼라필터패널(상판)(30)은 제2투명기판(31) 위에 행렬방식으로 설계된 화소의 위치에 따라 순차적으로 배열된 칼라필터(32)와, 상기 칼라필터(32)들 사이에 격자패턴으로 형성되어 각 칼라필터 사이에서 혼합색이 나타나는 것을 방지하는 블랙매트릭스(33)를 포함한다. 그리고, 공통전극(34)이 상기 칼라필터(32) 및 블랙매트릭스(33)를 덮도록 형성되어 있고, 상기 공통전극(34)은 상기 액티브패널(10)에 형성된 화소전극(15)과 대향하여 액정(20)에 인가되는 전기장을 형성하는 다른 쪽 전극 역할을 한다.
상기한 바와 같이 구성된 액정표시장치에 전기장이 인가되면 서로 대향하여 형성된 상기 화소전극(18)과 상기 공통전극(34)이 각각 액정(20)에 전기장을 형성하는 전극역할을 하여 액정(20)의 배향에 영향을 주게 되는데, 이렇게 액정이 전기장에 따라 변화하는 현상을 이용하여 액정표시장치를 구동하게 된다. 액정표시장치의 구동원리에 관하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
액정을 구동하기 위한 전기장을 발생시키기 위해서는 행방향으로 진행하며 열방향으로 나열된 게이트버스라인(12)에 순차적으로 외부전압을 인가하게 되는데, 즉 외부전압을 시간적인 순서에 따라 n번째 게이트버스라인(12)에 인가한 후 n+1번째 게이트버스라인(12)에 인가함과 동시에 상기 n번째 게이트버스라인(12)에서는 단절시키는 방식으로 계속하여 마지막번째 게이트버스라인(12)까지 전압을 인가하고 나면 다시 첫번째 게이트버스라인(12)부터 순차적으로 외부전압을 인가하게 되는데, 이 때 상기 n번째 게이트버스라인(12)에 대응하여 형성된 화소전극(18)은 전압인가시 가지고 있던 화상정보 데이터를 상기 게이트버스라인(12)에서 전압이 단절된 후 다시 인가될 때까지 홀딩(holding)하고 있어야 한다. 좀 더 상세히 설명하면, 상기한 바와 같이 게이트버스라인(12)을 따라 일정전압이 게이트전극(12a)에 인가되면 데이터버스라인(16)에 잠재되어 있던 화상정보를 나타내는 신호전압이 소스전극(16a)에서 드레인전극(16b)으로 전달되고(turn-on), 드레인콘택홀(17a)을 통해 화소전극(18)으로 전달된다. 이렇게 신호전압이 화소전극(18)에 전달되면 상기 화소전극(18)과, 일정전압이 시간에 관계없이 항상 인가되어 있는 상판의 공통전극(34)의 사이에서 전기장이 형성되고, 이로 인하여 액정분자는 그 고유의 특성인 분극성에 의하여 분자배열에 방향성을 갖는다. 그리고, 상기 액정분자의 광학적 이방성에 의하여 상기 분자의 배향에 따라 빛이 투과 또는 차단된다. 이렇게, 투과 또는 차단된 빛이 상판의 칼라필터에 반영되면, 그 반영된 정도에 따라 빨강, 파랑, 초록으로 구성된 칼라필터의 조합이 다르게 나타나고 그럼으로써 관측자의 눈에 다른 색상으로 비춰지게 되는 것이다. 반면, 게이트버스라인(12)에 전압이 인가되지 않을 경우에는 소스전극(16a)과 드레인전극(16b)이 단절된다(turn-off). 이 때, 상기 화소전극은(18)은 상기 턴-온시 가지고 있던 화상정보 데이터를 상기 턴-오프 동안 유지하고 있다가 상기 게이트버스라인(12)에 다시 전압이 인가되어 박막트랜지스터(A)가 턴-온되면 새로운 화상정보데이터를 전달받게 된다. 이렇게 게이트전극(12a)의 전압인가여부에 따라 화소전극(18)으로 데이터 신호를 인위적으로 전달함으로써 동영상을 구현하는 액정표시장치를 실현할 수 있다.
이하, 상기 도 1의 Ⅰ∼Ⅰ선을 따라 절단한 단면도인 도 3을 이용하여 보조용량 부분의 구조 및 작용에 관하여 좀 더 상세히 설명한다.
먼저, 상기 절단면에 따른 단면구조를 살펴보면 제1투명기판(11) 상에 게이트버스라인(12)과 게이트전극(12a)이 형성되어 있고, 상기 게이트전극(12a) 등을 덮는 게이트절연막(13)이 형성되어 있으며, 상기 게이트절연막(13)을 개재하여 상기 게이트전극(12a) 위에는 섬모양의 반도체층(14)과, 상기 반도체층(14) 위에 양쪽으로 분리된 불순물반도체층(15a,15b)과, 상기 불순물반도체층의 한쪽(15a)과 접촉하는 소스전극(16a)과, 상기 소스전극(16a)과 연결되는 데이터버스라인(16)과, 상기 소스전극(16a)과 대향하여 상기 불순물반도체층의 다른 쪽(15b)과 접촉하는 드레인전극(16b)이 형성되어 있다. 상기 드레인전극(16b) 등이 형성된 기판 전면에 보호막(17)이 형성되어 있으며, 상기 보호막에는 상기 드레인전극(16b)의 일부를 노출하는 드레인콘택홀(17a)이 형성되어 있다. 또한, 상기 드레인콘택홀(17a)을 통해 드레인전극(17a)과 접촉된 화소전극(18)이 상기 게이트절연막(13)을 개재하여 게이트버스라인(12)의 일부를 덮도록 형성되어 있고, 상기 게이트버스라인(12)와 상기 화소전극(18)의 중첩부분에서 보조용량(19)이 구성된다. 한편, 상기 화소전극(18)과 대향하여 공통전극(34)이 형성되어 있고, 칼라필터(32) 및 블랙매트릭스(33)를 개재하여 상기 공통전극(34)의 위에는 제2투명기판(31)이 형성되어 있다.
상기 보조용량(19)는 도체인 게이트버스라인(12)과 화소전극(18)의 사이에 절연체인 게이트절연막(13)을 개재하여 구성되며, 상기 게이트버스라인(12)이 한쪽 전극 역할을 하고 상기 화소전극(18)이 보조용량용 전극의 역할을 하여 턴-온(turn-on)시 화소전극에 존재하던 신호전압을 턴-오프(turn-off) 시간동안 홀딩하게 된다. 그럼으로써 박막트랜지스터의 턴-오프(turn-off) 동안 상기 화소전극(18)에서 박막트랜지스터를 통하여 역방향으로 누설될 수 있는 신호전압을 보충해 주어 상기 누설전류로 인한 플리커 등의 발생을 억제하고, 또한 상기 화소전극으로부터 액정으로 인가하는 전압을 일정하게 유지할 수 있게 된다.
그런데, 액티브패널(10) 상에 게이트절연막(13)을 개재하여 게이트버스라인(12)을 상기 화소전극(18)으로 덮는 보조용량(19) 부분에서는 데이터버스라인(16)으로부터 상기 화소전극(18)에 전달된 신호전압 값만이 액정에 인가되어 원하는 액정구동을 얻을 수 있지만, 그렇지 못한 상기 게이트버스라인(12)의 노출부분에서는 상기 보조용량(19) 부분과 다른 전압값을 갖게 되고, 이로 인하여 상기 게이트버스라인(12) 상의 노출부분과 상기 액티브패널(10)과 대향하여 형성된 칼라필터패널(30) 상의 공통전극(34) 사이에 불균일한 전계(electric field)가 발생된다. 이로 인하여, 상기 노출부분에서는 원하는 액정의 분자배열을 얻을 수 없게 되고, 그 결과 표시장치에 플리커, 잔상 등을 야기하여 불규칙적인 화상을 나타내었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기 보조용량 형성시, 상기 화소전극(18)을 구성하는 ITO막으로 상기 게이트버스라인(12)을 완전히 덮도록 구성한다면 상기한 바와 같은 문제는 발생되지 않겠으나, 평면상 게이트버스라인(12)을 사이에 두고 인접한 화소들 사이에서 쇼트(short)가 발생할 우려가 있으므로 그러한 구조는 공정상 용이하지 못하였다.
본 발명의 목적은 게이트버스라인의 상부에 화소전극으로 덮어주지 못하는 노출부분과 상판의 공통전극 사이에서 야기되는 불균일한 전계의 발생을 억제하여 플리커, 잔상 등의 발생률을 저하시킴으로써 화질을 향상하는 것이다.
본 발명에 따르면 기판과, 상기 기판 상에 형성된 게이트버스라인과, 상기 게이트버스라인을 덮는 게이트절연막과, 상기 게이트절연막을 개재하여 상기 게이트버스라인을 선폭방향으로 완전히 덮도록 형성된 보조용량용 전극을 포함하는 액정표시장치 액티브패널의 구조 및 그 제조방법이 제공된다.
상기 게이트버스라인은 복수개의 금속막으로 적층된 복수게이트 구조로 형성할 수 있고, 이 경우 외부로부터 인가되는 전압의 전달속도를 고려하여 최하층은 저 저항 금속인 알루미늄(Al)을 포함하는 금속으로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 알루미늄이 고온을 필요로 하는 제조공정 중에 힐락(hillock)을 발생하는 문제를 해소하기 위하여 최상층은 고융점 금속인 Mo, Cr 중 선택된 어느 하나로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 최하층과 최상층의 사이에 적층되는 복수개의 금속 막은 Al, Al합금, Cr, Mo 중 선택된 어느 하나의 금속으로 이루어진다.
본 발명의 액정표시장치 액티브패널의 평면도인 도 4 및 상기 도 4의 Ⅱ∼Ⅱ선을 따라 절단한 단면도인 도 5를 이용하여 상기 액티브패널의 구조에 관하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 5를 이용하여 박막트랜지스터와 보조용량의 단면구조를 살펴보면, 제1투명기판(111) 상에 게이트버스라인(112)과 게이트전극(112a)이 형성되어 있고, 상기 게이트전극(112a) 등을 덮는 게이트절연막(113)이 형성되어 있으며, 상기 게이트절연막(113)을 개재하여 상기 게이트전극(112a) 위에는 섬모양의 반도체층(114)과, 상기 반도체층(114) 위에 양쪽으로 분리된 불순물반도체층(115a,115b)과, 상기 불순물반도체층의 한쪽(115a)과 접촉하는 소스전극(116a)과, 상기 소스전극(116a)과 연결되는 데이터버스라인(116)과, 상기 소스전극(116a)과 대향하여 상기 불순물반도체층의 다른 쪽(115b)과 접촉하는 드레인전극(116b), 그리고 상기 게이트절연막(113)을 개재하여 상기 게이트버스라인(112)을 선폭방향으로 완전히 덮도록 보조용량용 전극(116c)이 형성되어 있다. 상기 드레인전극(116b) 등이 형성된 기판 전면에 보호막(117)이 형성되어 있으며, 상기 보호막(117)에는 상기 드레인전극(116b)의 일부를 노출하는 드레인콘택홀(117a)과 상기 보조용량용 전극의 일부를 노출하는 보조용량 콘택홀(117b)이 형성되어 있다. 또한, 상기 드레인콘택홀(117a)을 통해 드레인전극(117a)과 연결된 화소전극(118)이 상기 보조용량 콘택홀(117b)을 통하여 보조용량용 전극(116c)와 연결되어 있고, 상기 보조용량용 전극(116c)과 화소전극(118)의 중첩부분에서 보조용량(119)이 구성된다.
이러한 구조를 이루고 있는 액티브패널의 구조를 좀 더 명확히 알아보기 위하여 도 4를 이용하여 평면구조를 살펴보면, 투명기판(111) 위에 복수개의 게이트버스라인(112)과 데이터버스라인(116)이 서로 교차하도록 배열되고, 상기 게이트버스라인(112)과 데이터버스라인(116)의 교차영역 부근 각각에 게이트전극(112a), 소스전극(116a), 드레인전극(116b), 반도체층(114)등으로 이루어진 박막트랜지스터(150)가 형성되어 있으며, 상기 게이트버스라인을 선폭방향으로 완전히 덮도록 보조용량용 전극(16c)이 형성되어 있다. 그리고, 드레인콘택홀(117a)을 통하여 상기 드레인전극(116b)과 접촉되는 화소전극(118)이 게이트버스라인(112)과 데이터버스라인(116)이 교차하여 이루는 영역에 형성되어 있으며, 상기 박막트랜지스터(150)와 접촉된 상기 화소전극(118)의 단부와 데이터버스라인(116) 방향으로 반대측에 위치한 상기 화소전극(18)의 단부는 보조용량 콘택홀(117b)을 통하여 보조용량용 전극(116c)과 접촉되어 있다. 각각의 게이트버스라인(112) 단부에는 구동IC(Integrated Circuit)단자와 접촉되는 게이트패드(112b)가 형성되며, 각각의 데이터버스라인(116)의 단부에는 데이터패드(116d)가 형성되어 있다.
본 발명에 따르면, 보조용량용 전극을 게이트버스라인의 선폭방향으로 완전히 덮도록 형성하고, 보조용량 콘택홀을 통하여 화소전극과 연결시킴으로써 상기 보조용량용 전극에도 화소전극에 인가되는 신호전압 값이 그대로 전달된다. 그럼으로써 종래에 화소전극으로 덮어주지 못하는 상기 게이트버스라인의 노출부분과 상기 칼라필터패널 상의 공통전극 사이에서 불균일한 전계가 발생하지 않고, 따라서 상기 노출부분에서 발생하던 액정의 불규칙적인 배향을 규칙적으로 조절할 수 있게 되어 상기 액정의 불규칙적인 배향으로 인하여 불규칙하게 투과 또는 차단된 빛이 칼라필터에 반영되는 것을 막을 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 소스전극 및 드레인전극을 형성하기 위한 마스크공정 중에 보조용량용 전극을 형성하므로 별도의 마스크수의 추가가 없고, 따라서 공정이 용이하며 마스크수 추가에 따른 불량 발생의 우려가 없는 액정표시장치 기판의 제조방법이 제공된다. 이하, 도 4의 Ⅱ∼Ⅱ선을 따라 절단하여 나타낸 공정 단면도를 이용하여 액정표시장치 액티브패널 제조과정의 실시예를 상술한다. 이 때, 하기의 실시예들은 게이트버스라인이 2개의 금속막으로 적층된 2중 게이트구조의 경우를 나타낸 것으로서 본 발명이 하기의 실시예들만으로 한정되지는 않는다.
실시예 1
투명기판(111) 위에 Al 또는 Al합금으로 이루어진 제1게이트금속으로 전면 증착하여 제1금속막을 형성한 후, 선택에칭하여 소정의 패턴(112, 112a)을 형성한다.(도 6a)
다음에 상기 Al의 힐락발생을 억제하기 위하여 상기 패턴(112, 112a)이 형성된 기판 위에 Mo 또는 Cr 등의 고융점 금속으로 이루어진 제2게이트금속을 전면 증착하여 제2금속막을 형성한 후, 선택에칭하여 상기 제1게이트금속과 제2게이트금속으로 구성된 게이트버스라인(112,112')과 게이트전극(112a,112a')을 형성한다.(도 6b)
상기 게이트전극(112a,112a') 등이 형성된 기판 위에 SiNx 또는 SiOx로 이루어진 무기절연물질, a-Si:H로 된 진성 반도체 물질, 그리고 n+형 a-Si:H로 된 불순물이 첨가된 반도체 물질을 연속증착한 후, 소정의 패턴에 따라 상기 진성반도체 물질과 불순물이 포함된 반도체 물질을 동시에 에칭한다. 이 공정에 의하여 게이트전극(112a,112a') 부분의 상기 게이트 절연막(113) 위에 반도체층(114)과 불순물반도체층(115)의 패턴이 섬모양으로 형성된다.(도 6c)
그 후, 상기 불순물반도체층(115) 등이 형성된 기판 위에 Al, Al합금, Cr, Mo 등의 금속 중 선택된 어느 하나를 전면증착하고, 선택에칭하여 불순물반도체층(115)과 접촉되는 소스전극(116a)과, 상기 소스전극(116a)과 연결되는 데이터버스라인(116)과, 상기 소스전극(116a)과 대향하여 드레인전극(116b)을 형성한다. 또, 상기 게이트버스라인(112) 부분의 게이트절연막(150) 위에는 상기 게이트버스라인을 선폭방향으로 완전히 덮도록 보조용량용 전극(116c)을 형성하여 보조용량(119)을 구성한다. 그리고 나서, 상기 소스전극(116a) 및 드레인전극(116b)을 마스크로 이용하여 노출된 불순물반도체층(115)을 에칭함으로써 반도체층(114) 위에 양쪽으로 분리된 불순물반도체층(115a, 115b)을 형성한다. 이 과정을 거쳐 박막트랜지스터 및 보조용량(119)이 투명기판(111) 위에 형성된다.(도 6d)
이어서, 박막트랜지스터 등이 형성된 기판의 전면에 SiNx 또는 SiOx로 이루어진 무기절연막 및 BCB(Benzocyclobutene) 또는 Acryl계 유기화합물로 이루어진 유기절연막 중 선택된 어느 하나로 된 보호막(117)을 증착하여 형성하고, 상기 보호막(117)을 선택에칭하여 드레인전극(116b) 및 보조용량용 전극(116c) 각각의 표면 일부를 노출하는 콘택홀(117a, 117b)을 형성한다.(도 6e)
상기 콘택홀(117a,117b)이 형성된 보호막(117) 위에 ITO(Indium Tin Oxide)를 증착하고, 선택에칭하여 드레인콘택홀(117a)을 통하여 드레인전극(116b)과 접촉하고 보조용량 콘택홀(117b)을 통하여 보조용량용 전극(116c)와 접촉하는 화소전극(118)을 형성한다.(도 6f)
실시예 2
투명기판(111) 위에 Al 또는 Al합금으로 이루어진 제1게이트금속으로 된 제1금속막(112)과 Mo 또는 Cr 등의 고융점 금속으로 이루어진 제2게이트금속로 된 제2금속막(112')을 연속증착한 후, 선택에칭하여 상기 제1게이트금속과 제2게이트금속으로 구성된 게이트버스라인(112,112')과 게이트전극(112a,112a')을 형성한다.(도 7a)
상기 게이트전극(112a,112a') 등이 형성된 기판 위에 SiNx 또는 SiOx로 이루어진 무기절연물질, a-Si:H로 된 진성 반도체 물질, 그리고 n+형 a-Si:H로 된 불순물이 첨가된 반도체 물질을 연속증착한 후, 소정의 패턴에 따라 상기 진성반도체 물질과 불순물이 포함된 반도체 물질을 동시에 에칭한다. 이 공정에 의하여 게이트전극(112a,112a') 부분의 상기 게이트 절연막(113) 위에 반도체층(114)과 불순물반도체층(115)의 패턴이 섬모양으로 형성된다.(도 7b)
그 후, 상기 불순물반도체층(115) 등이 형성된 기판 위에 Al, Al합금, Cr, Mo 등의 금속 중 선택된 어느 하나를 전면증착하고, 선택에칭하여 불순물반도체층(115)과 접촉되는 소스전극(116a)과, 상기 소스전극(116a)과 연결되는 데이터버스라인(116)과, 상기 소스전극(116a)과 대향하여 드레인전극(116b)을 형성한다. 또, 상기 게이트버스라인(112) 부분의 게이트절연막(150) 위에는 상기 게이트버스라인을 선폭방향으로 완전히 덮도록 보조용량용 전극(116c)을 형성하여 보조용량(119)을 구성한다. 그리고 나서, 상기 소스전극(116a) 및 드레인전극(116b)을 마스크로 이용하여 노출된 불순물반도체층(115)을 에칭함으로써 반도체층(114) 위에 양쪽으로 분리된 불순물반도체층(115a, 115b)을 형성한다. 이 과정을 거쳐 박막트랜지스터 및 보조용량(119)이 투명기판(111) 위에 형성된다.(도 7c)
이어서, 박막트랜지스터 등이 형성된 기판의 전면에 SiNx 또는 SiOx로 이루어진 무기절연막 및 BCB(Benzocyclobutene) 또는 Acryl계 유기화합물로 이루어진 유기절연막 중 선택된 어느 하나로 된 보호막(117)을 증착하여 형성하고, 상기 보호막(117)을 선택에칭하여 드레인전극(116b) 및 보조용량용 전극(116c) 각각의 표면 일부를 노출하는 콘택홀(117a, 117b)을 형성한다.(도 7d)
상기 콘택홀(117a,117b)이 형성된 보호막(117) 위에 ITO(Indium Tin Oxide)를 증착하고, 선택에칭하여 드레인콘택홀(117a)을 통하여 드레인전극(116b)과 접촉하고 보조용량 콘택홀(117b)을 통하여 보조용량용 전극(116c)와 접촉하는 화소전극(118)을 형성한다.(도 7e)
본 발명에 의하면 게이트버스라인의 상부에 화소전극으로 덮어주지 못하는 노출부분과 상판의 공통전극 사이에서 야기되는 불균일한 전계의 발생을 억제하기 위하여 게이트절연막을 개재하여 상기 게이트버스라인을 덮도록 보조용량용 전극을 형성하여 보조용량를 구성한다. 그럼으로써 게이트버스라인 상부에 존재하는 액정에도 보조용량 콘택홀를 통하여 화소전극으로부터 보조용량용 전극으로 전달되는 신호전압 값만이 인가되어 원하는 액정구동을 얻을 수 있고, 플리커, 잔상 등의 문제를 해결하여 고화질의 액정표시장치를 얻을 수 있다.
도 1은 액정표시장치에서 사용되는 일반적인 액정패널의 부분개략도.
도 2는 도 1의 액정표시장치에서 액티브패널을 나타내는 평면도.
도 3은 도 1의 Ⅰ∼Ⅰ선을 따라 절단하여 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치 액티브패널을 나타내는 평면도.
도 5는 도 4의 Ⅱ∼Ⅱ선을 따라 절단하여 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치 액티브패널의 일 실시예를 나타내는 제조공정도.
도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치 액티브패널의 다른 실시예를 나타내는 제조공정도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 액티브패널(하판) 11,111 : 제1투명기판
12,112,112' : 게이트버스라인 12a,112a,112a' : 게이트전극
12b,112b : 게이트패드 13, 113 : 게이트절연막
14,114 : 반도체층 15a,15b,115a,115b : 불순물반도체층
16,116 : 데이터버스라인 16a,116a : 소스전극
16b,116b : 드레인전극 116c : 보조용량용 전극
16d,116d : 데이터패드 17,117 : 보호막
17a,117a : 드레인콘택홀 117b : 보조용량 콘택홀
18,118 : 화소전극 19,119: 보조용량
30 : 칼라필터패널(상판) 31 : 제2투명기판
32 : 칼라필터 33 : 블랙매트릭스
34 : 공통전극 20 : 액정
21 : 실(seal) 50,150 : 박막트랜지스터

Claims (11)

  1. 서로 교차하여 다수의 화소를 정의하며, 기판 상에 게이트 절연막을 사이에 두고 그 하부 및 상부에 각각 형성된 다수의 게이트버스라인 및 데이터버스라인과;
    상기 게이트버스라인과 데이터버스라인의 교차지점에 형성된 박막트랜지스터와;
    상기 게이트절연막을 위로 각 화소별로 상기 다수의 게이트버스라인을 선폭방향으로 완전히 덮으며 형성된 다수의 보조용량용 전극과;
    상기 다수의 게이트 버스라인과 다수의 보조용량용 전극을 덮으며 형성되며, 상기 각 보조용량용 전극 일부를 노출시키는 보조용량 콘택홀과, 상기 박막트랜지스터를 노출시키는 드레인 콘택홀을 갖는 보호막과;
    상기 보호막 상부로 상기 화소 상하부에 형성된 게이트버스라인 중 하나의 게이트버스라인과 중첩하며, 상기 보조용량 콘택홀을 통하여 상기 보조용량용 전극과 연결되고, 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 박막트랜지스터와 연결되는 화소전극을 포함함을 특징으로 하는 액정표시장치 액티브패널의 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트버스라인이 복수개의 금속막으로 적층되어 있음을 특징으로 하는 액정표시장치 액티브패널의 구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 게이트버스라인의 최하층은 알루미늄(Al)을 포함하는 금속막인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 액티브패널의 구조.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 게이트버스라인의 최상층은 Mo, Cr 중 선택된 어느 하나로 된 금속막인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 액티브패널의 구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터는
    상기 보호막 하부에 위치하며 상기 드레인콘택홀을 통하여 상기 화소전극과 연결된 드레인전극과;
    상기 드레인전극과 대향하며 상기 데이터버스라인과 연결된 소스전극과;
    두 부분으로 분리되어 각각 상기 드레인전극 및 상기 소스전극의 하부로 상기 두 전극과 각각 접촉하며 형성된 불순물반도체층과;
    상기 두 부분으로 분리된 불순물반도체층의 하부에 형성된 반도체층과;
    상기 게이트버스라인에서 분기하며 상기 반도체층 하부에 상기 게이트절연막을 개재하여 형성된 게이트전극을 포함하는 액정표시장치 액티브패널의 구조.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터버스라인의 단부에 이어지는 데이터패드와;
    상기 게이트버스라인의 단부에 이어지는 게이트패드를 더욱 포함하는 액정표시장치 액티브패널의 구조.
  7. 투명기판 위에 게이트버스라인과, 상기 게이트버스라인에서 분기하는 게이트전극 등을 포함하는 게이트물질을 형성하는 단계와;
    상기 게이트버스라인과 게이트전극을 덮는 게이트절연막을 형성하는 단계와;
    상기 게이트전극에 대응하는 상기 게이트절연막 위에 섬모양으로 반도체층과 불순물반도체층을 형성하는 단계와;
    상기 불순물반도체층의 일부표면과 접촉되는 소스전극과, 상기 소스전극과 연결된 데이터버스라인과, 상기 소스전극과 대향하며 상기 불순물반도체층의 일부표면과 접촉되는 드레인전극과, 상기 게이트절연막을 개재하여 상기 게이트버스라인을 선폭방향으로 완전히 덮는 보조용량용 전극을 형성하는 단계와;
    상기 소스전극, 드레인전극 등이 형성된 기판 전면에 보호막을 형성하고, 상기 드레인전극 및 보조용량용 전극을 덮는 보호막의 일부를 제거하여 상기 드레인 전극을 노출시키는 드레인콘택홀 및 상기 보조용량용 전극을 노출시키는 보조용량 콘택홀을 형성하는 단계와;
    상기 드레인콘택홀을 통하여 상기 드레인전극과 연결됨과 아울러 상기 보조용량 콘택홀을 통하여 상기 보조용량용 전극과 연결되는 화소전극을 형성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 액정표시장치 액티브패널의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 게이트물질을 형성하는 단계에서 복수개의 금속막을 적층하고 동시에 선택에칭하여 복수개의 금속막으로 적층된 게이트물질을 형성함을 특징으로 하는 액정표시장치 액티브패널의 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 게이트물질을 형성하는 단계가 제1금속막을 증착하고 선택에칭하여 제1층 게이트물질을 형성하는 단계와, 계속해서 제n금속막을 증착하고 선택에칭하여 제n층 게이트물질을 형성하는 복수 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 액티브패널의 제조방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 게이트버스라인의 최하층은 알루미늄(Al)을 포함하는 금속막인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 액티브패널의 제조방법.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 게이트버스라인의 최상층은 Mo, Cr 중 선택된 어느 하나로 된 금속막인 것을 특징으로 하는 액정표시장치 액티브패널의 제조방법.
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