KR100869737B1 - 표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 생산성을 향상시킬 수 있는 표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 표시소자는 기판 상에 동시에 형성되는 액정패널과 검출용 패널의 게이트전극, 게이트라인 및 게이트패드와, 기판 상에 액정패널과 검출용 패널의 게이트전극, 게이트라인 및 게이트패드를 덮도록 형성되는 게이트절연막과, 게이트절연막 상에 형성되는 액정패널과 검출용 패널의 반도체층과, 게이트절연막 상에 액정패널의 데이터라인, 데이터패드, 스토리지전극, 소스전극 및 드레인전극과 동시에 형성되는 검출용 패널의 데이터라인, 데이터패드, 그라운드라인, 소스전극 및 드레인전극과, 게이트절연막 상에 액정패널의 데이터라인, 데이터패드, 스토리지전극, 소스전극 및 드레인전극과, 검출용 패널의 데이터라인, 데이터패드, 그라운드라인, 소스전극 및 드레인전극을 덮도록 형성되는 스토리지절연막과, 스토리지절연막 상에 형성되는 검출용 패널의 투명전극과, 스토리지절연막 상에 투명전극을 덮도록 형성되는 보호층과, 보호층 상에 형성되는 액정패널과 검출용 패널의 화소전극, 게이트패드단자전극 및 데이터패드단자전극을 구비한다.

Description

표시소자 및 그 제조방법{Display Device and Fabricating Method Thereof}
도 1은 종래의 액정표시소자를 나타내는 평면도.
도 2는 도 1에서 선 "A-A'"를 따라 절취한 액정표시소자를 나타내는 단면도.
도 3은 종래의 엑스-선 검출소자를 나타내는 평면도.
도 4는 도 3에서 선 "B-B'"를 따라 절취한 액정표시소자를 나타내는 단면도.
도 5는 탭(TAB)본딩으로 구동 회로와 접속되는 엑스-선 검출소자를 나타내는 단면도.
도 6은 도 1에 도시된 하부기판 상에 다수개 형성되는 액정표시소자를 나타내는 평면도.
도 7은 도 3에 도시된 하부기판 상에 다수개 형성되는 엑스-선 검출소자를 나타내는 평면도.
도 8은 본 발명에 따른 표시소자를 간략히 나타내는 평면도.
도 9는 도 8에 도시된 표시소자를 상세히 나타내는 평면도.
도 10은 도 9에서 선 "C-C'"를 따라 절취한 표시소자를 나타내는 단면도
도 11은 도 8에 도시된 검출용 패널을 나타내는 도면.
도 12a 내지 도 12g는 도 10에 도시된 표시소자의 하부기판 제조방법을 나타 내는 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1,51 : 하부기판 2,52 : 게이트라인
4,54: 데이터라인 6,56 : 게이트전극
8,58 : 소스전극 10,60 : 드레인전극
12,62 : 게이트절연막 14,64 : 활성층
16,66 : 오믹접촉총 18,68,84 : 보호막
22,72 : 화소전극
본 발명은 표시소자에 관한 것으로, 특히 생산성을 향상시킬 수 있는 표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
표시소자는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)를 이용하여 화상을 구현하는 액정표시소자와 검출소자 등으로 나뉘어진다.
액정표시소자는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)를 이용하여 동화상을 표시하고 있다. 이러한 액정표시소자는 브라 운관에 비하여 소형화가 가능하여 퍼스널 컴퓨터(Personal Computer)와 노트북 컴퓨터(Note Book Computer)는 물론, 복사기 등의 사무자동화기기, 휴대전화기나 호출기 등의 휴대 기기까지 광범위하게 이용되고 있다.
액정표시소자는 액정셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 공통전극이 마련되게 된다. 통상, 화소전극은 하부기판 상에 액정셀별로 형성되는 반면 공통전극은 상부기판의 전면에 일체화되어 형성되게 된다. 화소전극들 각각은 스위치 소자로 사용되는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)에 접속되게 된다. 화소전극은 박막트랜지스터를 통해 공급되는 데이터신호에 따라 공통전극과 함께 액정셀을 구동한다.
액정표시소자의 하부기판(1) 상에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 데이터라인(4)과 게이트라인(2)의 교차부에 위치하는 TFT부(LTP)와, TFT부(LTP)의 드레인전극(10)에 접속되는 화소전극(22)과, 화소전극(22)과 게이트라인(2)과의 중첩부분에 위치하는 스토리지 캐패시터부(LSP)와, 게이트라인(2)의 일측단에 구동회로(도시하지 않음)와 접속되는 게이트패드부(LGP)와, 데이터라인(4)의 일측단에는 구동회로(도시하지 않음)와 접속되는 데이터패드부(LDP)를 구비한다.
TFT부(LTP)는 게이트라인(2)에 접속된 게이트전극(6), 데이터라인(4)에 접속된 소스전극(8) 및 드레인접촉홀(20b)을 통해 화소전극(22)에 접속된 드레인전극(10)으로 이루어진다. 또한, TFT부(LTP)는 게이트전극(6)에 공급되는 게이트전압에 의해 소스전극(8)과 드레인전극(10)간에 채널을 형성하기 위한 반도체층(14,16)을 더 구비한다. 이러한 TFT부를 보호하기 위해 보호층(18)이 형성된 다. 이 보호층(18)은 무기절연물질로 약 2000Å정도의 두께를 갖도록 형성된다.
TFT부(LTP)는 게이트라인(2)으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인(4)으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(22)에 공급한다.
화소전극(22)은 데이터라인(4)과 게이트라인(2)에 의해 분할된 셀 영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명전도성물질로 이루어진다. 이 화소전극(22)은 드레인접촉홀(20b)을 경유하여 공급되는 데이터신호에 의해 상부기판(도시하지 않음)에 형성되는 공통전극(도시하지 않음)과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 하부기판(1)과 상부기판(도시하지 않음) 사이에 위치하는 액정은 유전율이방성에 의해 회전하게 된다. 이에 따라, 광원으로부터 화소전극(22)을 경유하여 공급되는 광을 상부기판 쪽으로 투과되게 한다.
스토리지 캐패시터(LSP)는 화소전극(22)의 전압변동을 억제하는 역할을 하게 된다. 이러한 스토리지 캐패시터(LSP)는 게이트라인(2)과, 그 위에 게이트절연막(12)을 사이에 두고 형성되는 스토리지전극(24)으로 이루어진다. 이 스토리지전극(24)은 보호막(18) 상에 형성된 스토리지접촉홀(20c)을 통해 화소전극(22)과 전기적으로 접속된다.
게이트패드부(LGP)는 게이트구동회로로부터 공급되는 게이트신호를 게이트라인(2)들에 공급한다. 게이트패드부(LGP)는 게이트패드(26)와, 그 위에 게이트절연막(12) 및 보호층(18)을 사이에 두고 형성되는 게이트패드단자전극(30)으로 이루어진다. 게이트패드단자전극(30)은 게이트절연막(12) 및 보호층(18)을 관통하는 게이트접촉홀(20d)을 통해 게이트패드(26)와 전기적으로 접촉된다.
데이터패드부(LDP)는 데이터구동회로로부터 공급되는 비디오 신호를 데이터라인(4)들에 공급한다. 데이터패드부(LDP)는 데이터패드(28)와, 그 위에 보호층(18)을 사이에 두고 형성되는 데이터패드단자전극(32)으로 이루어진다. 데이터패드단자전극(32)은 보호층(18)을 관통하는 데이터접촉홀(20a)을 통해 데이터패드(28)와 전기적으로 접촉된다.
이와 다르게, 검출소자는 주로 X-선 촬영 장치에 주로 이용되는데, 이 촬영장치는 의료·과학·산업 분야에서 X-선 등과 같은 비가시광선을 이용하여 피사체를 촬상하게 된다. 검출소자는 이 X-선 촬영 장치에서 피사체를 통과한 X-선을 검출하여 전기적인 신호로 변환하게 된다.
이러한 검출소자의 구성을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
검출소자의 하부기판(1) 상에는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 데이터라인(4)과 게이트라인(2)의 교차부에 위치하는 TFT부(DTP)와, TFT부(DTP)의 드레인전극(10)에 접속되는 화소전극(22)과, 화소전극(22)과 투명전극(38)과의 중첩부분에 위치하는 스토리지 캐패시터부(DSP)와, 게이트라인(2)의 일측단에 구동회로(도시하지 않음)와 접속되는 게이트패드부(DGP)와, 데이터라인(4)의 일측단에는 구동회로(도시하지 않음)와 접속되는 데이터패드부(DDP)를 구비한다.
TFT부(DTP)는 게이트라인(2)에 접속된 게이트전극(6), 데이터라인(4)에 접속된 소스전극(8) 및 드레인접촉홀(20b)을 통해 화소전극(22)에 접속된 드레인전극(10)으로 이루어진다. 또한, TFT부(DTP)는 게이트전극(6)에 공급되는 게이트전압에 의해 소스전극(8)과 드레인전극(10)간에 채널을 형성하기 위한 반도 체층(14,16)을 더 구비한다.
스토리지캐패시터부(DSP)는 화소전극(22)과, 그 하부에 제2 보호막(46)을 사이에 두고 위치하는 투명전극(38)에 의해 형성된다. 투명전극(38)과 접촉되는 그라운드라인(24)은 스토리지캐패시터(Cst)의 잔류전하를 리셋시키기 위한 것으로 화소전극(22)을 가로지르는 방향으로 형성된다.
게이트패드부(DGP)와 데이터패드부(DDP)는 구동회로(도시하지 않음)와의 접속방식에 따라 도 4 및 도 5에 도시된 검출용 패널을 이용하게 된다.
도 4에 도시된 검출용 패널의 패드부(DGP,DDP)는 구동회로와 알루미늄 와이어 본딩(Wire bonding)으로 접속하게 된다. 이 검출패널의 게이트패드(26)는 게이트라인(2) 및 게이트전극(6)은 동일한 게이트금속으로 이루어진다. 데이터패드(28)는 구동회로와의 접속을 알루미늄(Al) 와이어 본딩으로 하기 위해 게이트패드(26)와 동일한 금속재질을 사용한다. 데이터라인(4)은 데이터금속으로 이루어진다. 이에 따라, 데이터패드(28)는 데이터라인(4)과 다른 층에 형성되므로 게이트절연막(12)을 관통하는 접촉홀(44)를 통해 접속되게 된다. 게이트패드(26)와 데이터패드(28)는 각각 스토리지절연층(40), 제1 및 제2 보호층(18,46)을 관통하는 게이트접촉홀(20d) 및 데이터접촉홀(20a)을 통해 노출되어 구동회로와 접속된다.
도 5에 도시된 검출용 패널은 패드부(DGP,DDP)와 구동회로가 TAB 본딩으로 접속하게 된다. 이 검출용 패널의 게이트패드부(DGP)는 게이트패드(26)와, 게이트패드(26)와 접촉되는 게이트패드단자전극(30)으로 이루어진다. 게이트패드(26)는 게이트절연막(12) 및 스토리지절연막(40)을 관통하는 제3 접촉홀(48c)을 통해 게이트투명전극(34)과 접촉되며, 게이트투명전극(34)은 보호막(18)을 관통하는 게이트접촉홀(20d)을 통해 게이트패드단자전극(30)과 접촉된다.
데이터패드부(DDP)는 데이터패드(28)와, 데이터패드(28)와 접촉되는 데이터패드단자전극(32)으로 이루어진다. 데이터패드(28)는 스토리지절연막(40)을 관통하는 제2 접촉홀(48a)을 통해 데이터투명전극(36)과 접촉되며, 데이터투명전극(36)은 보호막(18)을 관통하는 데이터접촉홀(20a)을 통해 데이터패드단자전극(32)과 접촉된다.
종래의 액정패널과 검출용 패널 각각은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 하나의 하부기판(1) 상에 다수개 형성된다. 검출용 패널을 형성하기 위해서는 7~10번의 마스크공정이 필요하므로 4~5번의 마스크공정이 필요로 하는 액정패널보다 생산성이 떨어진다. 또한, 검출용 패널은 생산량도 극히 적어 대량 생산라인, 즉 액정패널 생산라인에서 형성할 경우 대량 생산라인의 생산성을 저하시키는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 생산성을 향상시킬 수 있는 표시소자 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 표시소자는 기판 상에 형성되는 액정패널과 검출용 패널의 게이트전극, 게이트라인 및 게이트패드와, 기판 상에 액정패널과 검출용 패널의 게이트전극, 게이트라인 및 게이트패드를 덮도록 형성되는 게이트절연막과, 게이트절연막 상에 형성되는 액정패널과 검출용 패널의 반도체층과, 게이트절연막 상에 액정패널의 데이터라인, 데이터패드, 스토리지전극, 소스전극 및 드레인전극과 동시에 형성되는 검출용 패널의 데이터라인, 데이터패드, 그라운드라인, 소스전극 및 드레인전극과, 게이트절연막 상에 액정패널의 데이터라인, 데이터패드, 스토리지전극, 소스전극 및 드레인전극과, 검출용 패널의 데이터라인, 데이터패드, 그라운드라인, 소스전극 및 드레인전극을 덮도록 형성되는 스토리지절연막과, 스토리지절연막 상에 형성되는 검출용 패널의 투명전극과, 스토리지절연막 상에 투명전극을 덮도록 형성되는 보호층과, 보호층 상에 형성되는 액정패널과 검출용 패널의 화소전극, 게이트패드단자전극 및 데이터패드단자전극을 구비한다.
상기 게이트패드단자전극 및 데이터패드단자전극은 탭본딩으로 각각 게이트구동회로 및 데이터구동회로와 접촉하게 되는 것을 특징으로 한다.
상기 스토리지절연막은 4000Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 보호막은 2000Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 스토리지절연막 및 보호막은 무기절연물질인 것을 특징으로 한다.
상기 게이트패드, 게이트전극, 게이트라인은 알루미늄-네오듐/몰리브덴의 2층구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 표시소자의 제조방법은 기판 상에 액정패널과 검출용 패널의 게이트전극, 게이트라인 및 게이트패드를 형성하는 단계와, 기판 상에 게이트절연막을 형성하는 단계와, 게이트절연막 상에 액정패널과 검출용 패널의 반도체층을 형성하는 단계와, 게이트절연막 상에 액정패널의 데이터패드, 스토리지전극, 소스전극 및 드레인전극을 형성함과 동시에 검출용 패널의 데이터패드, 그라운드라인, 소스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계와, 게이트절연막 상에 스토리지절연막을 형성하는 단계와, 스토리지절연막 상에 검출용 패널의 투명전극을 형성하는 단계와, 스토리지절연막 상에 보호층을 형성하는 단계와, 보호층 상에 액정패널과 검출용 패널의 화소전극, 게이트패드단자전극 및 데이터패드단자전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 8 내지 도 12g을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명에 따른 표시소자를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 표시소자의 하부기판(51) 상에는 액정패널(LPN)과 검출용 패널(DPN)이 동시에 형성된다. 이를 위해, 1개의 하부기판(51)은 적어도 2개 이상의 패널을 형성할 수 있는 크기로 형성되어야 한다. 이 표시소자는 검출용 패널(DPN)의 수요가 적기 때문에 평상시에는 대량생산을 하는 액정패널(LPN)만을 제작하다가, 검출용 패널(DPN)의 수요가 발생하면 액정패널(LPN)과 검출용 패널(DPN)을 동시에 생산하게 된다.
액정패널(LPN)의 하부기판(51) 상에는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 데이터라인(54)과 게이트라인(52)의 교차부에 위치하는 TFT부(LTP)와, TFT부(LTP)의 드레인전극(60)에 접속되는 화소전극(72)과, 화소전극(72)과 게이트라인(52)과의 중첩부분에 위치하는 스토리지 캐패시터부(LSP)와, 게이트라인(52)의 일측단에 구동 회로(도시하지 않음)와 접속되는 게이트패드부(LGP)와, 데이터라인(54)의 일측단에는 구동 회로(도시하지 않음)와 접속되는 데이터패드부(LDP)를 구비한다.
TFT부(LTP)는 게이트라인(52)에 접속된 게이트전극(56), 데이터라인(54)에 접속된 소스전극(58) 및 드레인접촉홀(70b)을 통해 화소전극(72)에 접속된 드레인전극(60)으로 이루어진다. 또한, TFT부(LTP)는 게이트전극(56)에 공급되는 게이트전압에 의해 소스전극(58)과 드레인전극(60)간에 채널을 형성하기 위한 반도체층(64,66)을 더 구비한다. 이 TFT부(LTP)를 보호하기 위해 약 4000Å의 두께를 갖는 스토리지절연막(90)과 약 2000Å의 두께를 갖는 보호층(68)이 형성된다. 이에 따라, 종래의 약 2000Å정도의 두께를 갖는 보호층보다 두께가 약 4000Å정도 증가하여 종래보다 유전율이 낮아지게 된다. 유전율이 낮아짐에 따라 화소전극(72)과, 데이터라인(54) 및 게이트라인(52)을 중첩시킬 수 있으므로 그만큼 화소전극(72)의 크기가 증대되어 개구율을 향상시킬 수 있게 된다.
이러한 TFT부(LTP)는 게이트라인(52)으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인(54)으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(72)에 공급한다. 화소전극(72)은 데이터라인(54)과 게이트라인(52)에 의해 분할된 셀 영역에 위치하며 광 투과율이 높은 투명전도성물질로 이루어진다. 이 화소전극(72)은 드레인접촉홀(70b)을 경유하여 공급되는 데이터신호에 의해 상부기판(도시하지 않음)에 형성되는 공통전극(도시하지 않음)과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 하부기판(51)과 상부기판(도시하지 않음) 사이에 위치하는 액정은 유전율이방성에 의해 회전하게 된다. 이에 따라, 광원으로부터 화소전극(72)을 경유하여 공급되는 광을 상부기판 쪽으로 투과되게 한다. 스토리지 캐패시터부(LSP)는 화소전극(72)의 전압변동을 억제하는 역할을 하게 된다. 이러한 스토리지 캐패시터부(LSP)는 게이트라인(52)과, 그 위에 형성되는 게이트절연막(62)을 사이에 두고 형성된 스토리지전극(99)으로 이루어진다. 이 스토리지전극(99)은 스토리지절연막(90) 및 보호막(68)을 관통하는 스토리지접촉홀(70c)을 통해 화소전극(72)과 전기적으로 접속된다. 게이트패드부(LGP)는 게이트 구동회로로부터 공급되는 게이트신호를 게이트라인(52)들에 공급한다. 게이트패드부(LGP)는 게이트패드(76)와, 그 위에 게이트절연막(62), 스토리지절연막(90) 및 보호층(68)을 사이에 두고 형성되는 게이트패드단자전극(80)으로 이루어진다. 게이트패드단자전극(80)은 게이트절연막(62), 스토리지절연막(90) 및 보호층(68)을 관통하는 게이트접촉홀(70d)을 통해 게이트패드(76)와 전기적으로 접촉된다.
데이터패드부(LDP)는 데이터 구동회로로부터 공급되는 비디오 신호를 데이터라인(54)들에 공급한다. 데이터패드부(LDP)는 데이터패드(78)와, 그 위에 스토리지절연막(90), 보호층(68)을 사이에 두고 형성되는 데이터패드단자전극(82)으로 이루어진다. 데이터패드단자전극(82)은 스토리지절연막(90), 보호층(68)을 관통하는 데이터접촉홀(70a)을 통해 데이터패드(82)와 전기적으로 접촉된다.
검출 패널(DPN)은 도 11에 도시된 바와 같이 X-선을 검출하기 위한 광감지층(100)과, 광감지층(100)에서 검출된 X-선 검출신호를 스위칭하여 출력하기 위한 검출패널의 하부기판(51)을 구비한다. 하부기판(51) 상에는 화소단위로 위치하는 화소전극(72)과, 스토리지캐패시터부(DSP)와, 게이트라인(52)과 데이터라인(54)의 교차부에 형성되는 TFT부(DTP)를 구비한다.
TFT부(DTP)는 게이트라인(52)에 접속된 게이트전극(56), 데이터라인(54)에 접속된 소스전극(58) 및 드레인접촉홀(70b)을 통해 화소전극(72)에 접속된 드레인전극(60)으로 이루어진다. 또한, TFT부(DTP)는 게이트전극(56)에 공급되는 게이트전압에 의해 소스전극(58)과 드레인전극(60)간에 채널을 형성하기 위한 반도체층(64,66)을 더 구비한다.
스토리지캐패시터부(DSP)는 화소전극(72)과, 그 하부에 보호막(68)을 사이에 두고 위치하는 스토리지투명전극(88)에 의해 형성된다. 스토리지투명전극(88)과 접촉되는 그라운드라인(74)은 스토리지캐패시터(Cst)의 잔류전하를 리셋시키기 위한 것으로 화소전극(72)을 가로지르는 방향으로 형성된다.
광감지층(100)의 상부에는 유전층(102)과 상부전극(104)이 형성되고, 상부전극(104)은 고전압발생부(106)에 접속된다. 수백 ㎛ 두께의 셀레늄(Selenium)으로 이루어진 광감지층(100)은 입사되는 X-선을 검출하여 전기적인 신호로 변환하게 된다. 다시 말하여, 광감지층(100)은 X-선이 입사되면 전자-정공 쌍을 생성하게 되고, 고전압발생부(106)에서 생성된 수 kV의 고전압이 상부전극(104)에 인가되면 전 자-정공 쌍은 분리되게 된다. 전자와 분리된 정공은 화소전극(72)을 경유하여 스토리지캐패시터(Cst)에 충전됨과 아울러 정공의 일부는 화소전극(72)의 표면상에 축적된다. 이로 인해, 스토리지캐패시터(Cst)에 축적되는 정공의 수가 감소하게 된다. 이를 방지하기 위해 화소전극(72) 상에는 충전블러킹층(Charge Blocking Layer : 108)이 형성된다. TFT부(DTP)는 게이트라인(52)을 통해 입력되는 게이트신호에 응답하여 스토리지캐패시터(Cst)에 충전된 전압을 데이터라인(54)에 공급하게 된다. 이렇게, 데이터라인(54)에 공급된 화소신호들은 데이터재생부를 통해 표시장치로 공급되어 화상으로 표시되게 된다.
이외에도 검출용 패널(DPN)의 하부기판(51) 상에는 게이트라인(52)의 일측단에 구동회로(도시하지 않음)와 접속되는 게이트패드부(DGP)와, 데이터라인(54)의 일측단에는 구동회로(도시하지 않음)와 접속되는 데이터패드부(DDP)를 구비한다.
데이터패드부(DDP)는 TAB본딩으로 데이터구동회로와 접속되어 데이터구동회로로부터 공급되는 데이터신호를 데이터라인(54)들에 공급한다. 데이터패드부(DDP)는 데이터패드(78)와, 데이터패드(78)와 접촉되는 데이터패드단자전극(82)으로 이루어진다. 데이터패드(78)는 스토리지절연막(90)을 관통하는 제1 접촉홀(98a)을 통해 데이터투명전극(86)과 접촉되며, 데이터투명전극(86)은 보호막(68)을 관통하는 데이터접촉홀(70a)을 통해 데이터패드단자전극(82)과 접촉된다.
게이트패드부(DGP)는 TAB본딩으로 게이트구동회로와 접속되어 게이트구동회로로부터 공급되는 게이트신호를 게이트라인(52)들에 공급한다. 게이트패드부(DGP)는 게이트패드(76)와, 게이트패드(76)와 접촉되는 게이트패드단자전극(80)으로 이루어진다. 게이트패드(76)는 게이트절연막(62) 및 스토리지절연막(90)을 관통하는 제3 접촉홀(98c)을 통해 게이트투명전극(84)과 접촉되며, 게이트투명전극(84)은 보호막(68)을 관통하는 게이트접촉홀(70d)을 통해 게이트패드단자전극(80)과 접촉된다.
이러한 표시소자의 제조방법은 도 12a 내지 도 12g를 참조하여 설명하기로 한다.
도 12a를 참조하면, 하부기판(51) 상에 스퍼터링(sputtering) 등의 증착방법으로 게이트금속층이 증착된다. 게이트금속층은 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금으로 형성된다. 바람직하게는 알루미늄-네오듐(AlNd)/몰리브덴(Mo)으로 이루어진 2층구조로 형성된다. 이어서, 게이트금속층을 식각공정을 포함하는 포토리쏘그래피 공정으로 패터닝함으로써 액정패널(LPN)과 검출용 패널(DPN)의 게이트전극(56), 게이트라인(52) 및 게이트패드(76)가 형성된다.
도 12b를 참조하면, 게이트전극(56), 게이트라인(52) 및 게이트패드(76)가 형성된 기판(51) 상에 게이트절연막(62)이 형성된다. 게이트절연막(62)은 무기절연물질인 산화실리콘(SiOx) 또는 질화실리콘(SiNx)이 약 4000Å정도로 형성된다. 게이트절연막(62)상에는 제1 및 제2 반도체층이 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition) 방법으로 연속 증착된다. 제1 반도체층은 불순물이 도핑되지 않은 비정질실리콘으로 약 1700Å정도로 형성되며, 제2 반도체층은 N형 또는 P형의 불순물이 도핑된 비정질실리콘으로 약 300Å정도로 형성된다. 이어서, 제1 및 제2 반도 체층이 건식식각(Dry Etching) 공정을 포함하는 포토리쏘그래피 방법으로 패터닝됨으로써 액정패널(LPN)과 검출용 패널(DPN)의 활성층(64) 및 오믹접촉층(66)이 형성된다.
도 12c를 참조하면, 활성층(64) 및 오믹접촉층(66)이 형성된 게이트절연막(62) 상에 CVD방법 또는 스퍼터링(sputtering) 등의 증착방법으로 데이터금속층이 증착된다. 데이터금속으로는 크롬(Cr) 또는 몰리브덴(Mo)등이 형성된다. 이어서, 데이터금속층은 습식식각 공정을 포함하는 포토리쏘그래피 공정으로 패터닝됨으로써 액정패널(LPN)과 검출용 패널(DPN)의 데이터패드(78), 소스전극(58) 및 드레인전극(60)과, 액정패널의 스토리지전극(99)과, 검출패널의 그라운드라인(74)이 형성된다. 그 다음, 액정패널(LPN)과 검출용 패널(DPN)의 소스전극(58)과 드레인전극(60) 사이로 노출된 오믹접촉층(66)이 건식식각 공정으로 일부 제거됨으로써 활성층(64)에서 소스 및 드레인전극(58,60)사이의 게이트전극(56)과 대응하는 부분은 채널이 된다.
도 12d를 참조하면, 액정패널(LPN)과 검출용 패널(DPN)의 데이터패드(78), 스토리지전극(99), 그라운드라인(74), 소스전극(58) 및 드레인전극(60)이 형성된 게이트절연막(62) 상에 스토리지절연막(90)이 형성된다. 스토리지절연막(90)은 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiOx) 등의 무기 절연물질이 약 4000Å정도로 형성된다. 이어서, 스토리지절연막(90)은 식각 공정을 포함하는 포토리쏘그래피 공정으로 패터닝됨으로써 검출용 패널(DPN)의 데이터패드(78), 그라운드라인(74), 게이트패드(76)를 각각 노출시키는 제1 내지 제3 접촉홀(98a,98b,98c)이 형성된다.
도 12e를 참조하면, 스토리지절연막(90) 상에 스터퍼링(sputtering) 등과 같은 증착방법으로 제1 투명전극층이 형성된다. 제1 투명전극층은 ITO, IZO, ITZO 등이 약 500Å정도로 형성된다. 이어서, 제1 투명전극층이 식각공정을 포함하는 포토리쏘그래피 공정으로 패터닝됨으로써 검출패널의 데이터투명전극(86), 스토리지투명전극(88) 및 게이트투명전극(84)이 형성된다. 이 투명전극들(86,88,84)은 스토리절연층(86) 상에 형성된 제1 내지 제3 접촉홀(98a,98b,98c)을 통해 각각 데이터패드(78), 그라운드라인(74) 및 게이트패드(76)와 전기적으로 접촉된다.
도 12f를 참조하면, 투명전극들(86,88,84)이 형성된 기판(51) 상에 보호층(68)이 형성된다. 보호층(68)은 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiOx) 등의 무기 절연물질이 약 2000Å정도로 형성된다. 보호층(68)이 건식식각 공정을 포함하는 포토리쏘그래피 공정으로 패터닝된다. 이에 따라, 액정패널(LPN)과 검출용 패널(DPN)의 데이터접촉홀(70a), 드레인접촉홀(70b) 및 게이트접촉홀(70d)과, 액정패널(LPN)의 스토리지접촉홀(70c)이 형성된다.
도 12g를 참조하면, 보호층(68) 상에 스터퍼링(sputtering) 등과 같은 증착방법으로 제2 투명전극층이 형성된다. 제2 투명전극층은 ITO, IZO, ITZO 등이 약 500Å정도로 형성된다. 이어서, 제2 투명전극층이 식각공정을 포함하는 포토리쏘그래피 공정으로 패터닝됨으로써 액정패널(LPN)과 검출용 패널(DPN)의 화소전극(72), 게이트패드단자전극(80) 및 데이터패드단자전극(82)이 형성된다.
액정패널(LPN)의 화소전극(72)은 드레인접촉홀(70b)을 통해 드레인전극(60)과 접속되며, 스토리지접촉홀(70c)을 통해 스토리지전극(99)과 접속된다. 또한, 게이트패드단자전극(80)은 게이트접촉홀(70d)을 통해 게이트패드(76)와 접속되며, 데이터패드단자전극(82)은 데이터접촉홀(70a)을 통해 데이터패드(78)와 접속된다.
검출용 패널(DPN)의 화소전극(72)은 드레인접촉홀(70b)을 통해 드레인전극(60)과 접속된다. 또한, 게이트패드단자전극(80)은 제3 접촉홀(98c)과 게이트접촉홀(70d)을 통해 게이트패드(76)와 접속되며, 데이터패드단자전극(82)은 제1 접촉홀(98a)과 데이터접촉홀(70a)을 통해 데이터패드(78)와 접속된다.
이와 같이, 상기 표시소자는 하나의 기판 상에 검출용 패널과 액정패널을 동시에 형성한다. 또한, 상기 표시소자는 하나의 기판 상에 하나의 검출용 패널과 다수의 액정패널을 동시에 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 표시소자 및 그 제조방법은 액정패널과 검출용 패널을 동일기판 상에 형성한다. 이에 따라, 검출용 패널의 수요가 없을 때에는 액정패널만을 형성하고, 검출용 패널의 수요가 있을 때에는 액정패널과 검출용 패널을 동시에 형성할 수 있다. 액정패널과 검출용 패널을 동시에 형성함으로써 생산성이 향상되며 초고부가가치를 실현할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (12)

  1. 기판 상에 동시에 형성되는 액정패널과 검출용 패널의 게이트전극, 게이트라인 및 게이트패드와,
    상기 기판 상에 상기 액정패널과 검출용 패널의 게이트전극, 게이트라인 및 게이트패드를 덮도록 형성되는 게이트절연막과,
    상기 게이트절연막 상에 형성되는 상기 액정패널과 검출용 패널의 반도체층과,
    상기 게이트절연막 상에 상기 액정패널의 데이터라인, 데이터패드, 스토리지전극, 소스전극 및 드레인전극과 동시에 형성되는 상기 검출용 패널의 데이터라인, 데이터패드, 그라운드라인, 소스전극 및 드레인전극과,
    상기 게이트절연막 상에 상기 액정패널의 데이터라인, 데이터패드, 스토리지전극, 소스전극 및 드레인전극과, 상기 검출용 패널의 데이터라인, 데이터패드, 그라운드라인, 소스전극 및 드레인전극을 덮도록 형성되는 스토리지절연막과,
    상기 스토리지절연막 상에 형성되는 상기 검출용 패널의 투명전극과,
    상기 스토리지절연막 상에 상기 투명전극을 덮도록 형성되는 보호층과,
    상기 보호층 상에 형성되는 상기 액정패널과 검출용 패널의 화소전극, 게이트패드단자전극 및 데이터패드단자전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 표시소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트패드단자전극 및 데이터패드단자전극은 탭본딩으로 각각 게이트구동회로 및 데이터구동회로와 접촉하게 되는 것을 특징으로 하는 표시소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토리지절연막은 4000Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층은 2000Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토리지절연막 및 보호층은 무기절연물질인 것을 특징으로 하는 표시소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트패드, 게이트전극, 게이트라인은 알루미늄-네오듐/몰리브덴의 2층구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시소자.
  7. 기판 상에 액정패널과 검출용 패널의 게이트전극, 게이트라인 및 게이트패드를 동시에 형성하는 단계와,
    상기 기판 상에 게이트절연막을 형성하는 단계와,
    상기 게이트절연막 상에 상기 액정패널과 검출용 패널의 반도체층을 형성하는 단계와,
    상기 게이트절연막 상에 상기 액정패널의 데이터라인, 데이터패드, 스토리지전극, 소스전극 및 드레인전극을 형성함과 동시에 상기 검출용 패널의 데이터라인, 데이터패드, 그라운드라인, 소스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계와,
    상기 게이트절연막 상에 스토리지절연막을 형성하는 단계와,
    상기 스토리지절연막 상에 상기 검출용 패널의 투명전극을 형성하는 단계와,
    상기 스토리지절연막 상에 보호층을 형성하는 단계와,
    상기 보호층 상에 상기 액정패널과 검출용 패널의 화소전극, 게이트패드단자전극 및 데이터패드단자전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시소자의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 게이트패드단자전극 및 데이터패드단자전극은 탭본딩으로 각각 게이트구동회로 및 데이터구동회로와 접촉하게 되는 것을 특징으로 하는 표시소자의 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 스토리지절연막은 4000Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시소자의 제조방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 보호층은 2000Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시소자의 제조방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 스토리지절연막 및 보호층은 무기절연물질인 것을 특징으로 하는 표시소자의 제조방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 게이트패드, 게이트전극, 게이트라인은 알루미늄-네오듐/몰리브덴의 2층구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시소자의 제조방법.
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