KR101376754B1 - 표시 기판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시 장치 - Google Patents

표시 기판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시 장치 Download PDF

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Abstract

표시 기판은 베이스기판, 베이스 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터를 커버하도록 베이스 기판 상에 전체적으로 형성된 제2 절연막, 제2 절연막 상에 형성된 투명 전극, 투명 전극 상에 형성된 유기막및 투명 전극과 절연되도록 유기막 상에 형성되며, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 컨택되는 화소 전극을 포함한다. 여기서, 투명 전극과 화소 전극에 의해서 스토리지 커패시터가 형성됨으로써, 표시 기판의 개구율을 향상시킬 수 있다.

Description

표시 기판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시 장치{DISPLAY SUBSTRATE, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 표시 기판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 개구율을 향상시킬 수 있는 표시 기판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시 장치에 관한 것이다.
영상을 표시하는 표시 장치 중의 하나인 액정표시장치는 표시 기판, 표시 기판과 대향하도록 결합된 대향 기판 및 두 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다.
일반적으로, 표시 기판은 다수의 화소들을 독립적으로 구동시키기 위하여 투명 기판 상에 형성된 게이트 라인, 데이터 라인, 스토리지 배선, 박막 트랜지스터 및 화소 전극 등을 포함한다. 대향 기판은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 컬러필터들로 이루어진 컬러필터층, 컬리필터들의 경계부에 위치하는 블랙 매트릭스 및 화소 전극에 대향하는 공통 전극 등을 포함한다.
최근 들어, 게이트 라인과 함께 형성되는 스토리지 배선의 일부를 데이터 라인과 중첩되도록 형성하여 빛샘을 방지하고 개구율을 증가시키는 구조가 제안된 바 있다.
그러나, 이러한 구조를 갖는 표시 기판의 경우, 개구율 증가가 충분하지 못하며, 데이터 라인과 화소 전극간의 기생 정전용량으로 인해 세로줄 얼룩 등의 불량이 발생되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 개구율을 증가시키고 표시 품질을 향상시킬 수 있는 표시 기판을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 표시 기판을 제조하는데 적용되는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기한 표시 기판을 갖는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 표시기판은 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 형성된 게이트 라인, 상기 게이트 라인을 커버하도록 상기 베이스 기판 상에 형성된 제1 절연막, 상기 제1 절연막 상에 구비되어 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터를 커버하도록 상기 베이스 기판 상에 전체적으로 형성된 제2 절연막, 상기 제2 절연막 상에 형성된 투명 전극, 상기 투명 전극 상에 형성된 유기막, 및 상기 투명 전극과 절연되도록 상기 유기막 상에 형성되며, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 컨택되는 화소 전극을 포함한다.
상기 유기막은 적색, 녹색 및 청색 컬러필터들을 포함할 수 있으며, 상기 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 중 적어도 둘은 상기 데이터 라인 상에서 중첩되는 것이 바람직하다.
상기 제2 절연막 및 상기 투명 전극에는 상기드레인 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제1 콘택 홀이 형성되며, 상기 유기막에는 상기 제1 콘택 홀 내에서 상기 드레인 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제2 콘택 홀이 형성된다. 여기서, 상기 유기막은 상기 제1 콘택홀에 대응되는 상기 제2 절연막 및 상기 투명 전극의 식각 단면을 커버하도록 형성됨으로써, 상기 투명전극이 상기 화소 전극과 접촉되는 것을 방지한다.
상기 제1 절연막과 상기 제2 금속 패턴 사이에는 박막트랜지스터의 형성을 위하여 액티브패턴이 더 포함되는데, 이 때, 상기 투명전극은 적어도 상기 게이트 라인, 상기 데이터 라인 및 상기 액티브 패턴을 커버하도록 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 투명 전극은 상기 제1 컨택홀에 대응되는 영역을 제외하고는, 상기 베이스 기판 상에 형성된 픽셀 영역을 전부 덮도록 형성될 수 있으며, 이 경우, 상기 제1 컨택홀은 상기 드레인 전극의 일부만을 드러내도록 형성된다.
또한, 상기 화소 전극의 가장자리는 상기 데이터 라인과 중첩되도록 형성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 표시기판의 제조방법은, 베이스 기판 상에, 게이트 라인 및 상기 게이트 라인과 연결된 게이트 전극을 포함하는 제1 금속 패턴을 형성하는 단계 상기 제1 금속 패턴이 형성된 기판 상에 상기 제1 금속 패턴을 커버하도록 제1 절연막을 형성하는 단계 상기 제1 절연막 상에 액티브 패턴을 형성하는 단계 상기 액티브 패턴이 형성된 상기 제1 절연막 상에, 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인, 상기 데이터 라인과 연결된 소오스 전극 및 상기 소오스 전극과 이격 된 드레인전극을 포함하는 제2 금속 패턴을 형성하는 단계 상기 제2 금속 패턴이 형성된 기판 상에 상기 제2 금속 패턴을 커버하도록 제2 절연막을 형성하는 단계; 상기 제2 절연막 상에 투명 전극을 형성하는 단계 상기 투명 전극 상에 유기막을형성하는 단계 및 상기 유기막 상에, 상기 투명전극과 절연되며 상기 드레인 전극과 컨택되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 유기막은 적색, 녹색 및 청색 컬러필터들을 포함하며, 상기 적색, 녹색 및 청색 컬러필터들 중 적어도 둘은 상기 데이터 라인 상에서 중첩될 수 있다.
또한, 상기 제2 절연막 및 상기 투명 전극에 상기 드레인 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제1 콘택 홀을 형성하는 단계 및 상기 유기막에 상기 제1 콘택 홀 내에서 상기 드레인 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제2 콘택 홀을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 여기서 상기 유기막은 상기 제1 콘택 홀에 대응되는 상기 제2 절연막 및 상기 투명 전극의 식각 단면을 커버하도록 형성된다.
또한, 상기 투명전극은 적어도 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 상기 액티브 패턴을 커버하도록 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 표시장치는, 표시 기판, 상기 표시 기판과 대향하는 대향 기판, 및 상기 표시 기판과 상기 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다. 상기 표시 기판은 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 형성된 게이트 라인, 상기 게이트 라인을 커버하도록 상기 베이스 기판 상에 형성된 제1 절연막,상기 제1 절연막 상에 구비되어 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인과 데이터라인에 연결된 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터를 커버하도록 상기 베이스 기판 상에 전체적으로 형성된 제2 절연막, 상기 제2 절연막 상에 형성된 투명 전극, 상기 투명 전극 상에 형성된 유기막, 및 상기 유기막 상에 형성되고, 상기 투명전극과 절연되며 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 컨택되는 화소 전극을 포함한다.
상기 유기막은 적색, 녹색, 청색 컬러필터 들을 포함하며, 상기 적색, 녹색,청색 컬러 필터중 적어도 둘은 상기 데이터 라인 상에서 중첩되는 것이 바람직하다.
상기 제2 절연막 및 상기 투명 전극에는 상기드레인 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제1 콘택 홀이 형성되고, 상기 유기막에는 상기 제1 콘택 홀 내에서 상기 드레인 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제2 콘택 홀이 형성된다.
또한, 상기 투명전극은 적어도 상기 게이트 라인, 상기 데이터 라인 및 상기 액티브 패턴을 커버하도록 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 투명 전극은 상기 제1 컨택홀에 대응되는 영역을 제외하고는, 상기 베이스 기판 상에 형성된 픽셀 영역을 전부 덮도록 형성되며, 이 경우, 상기 제1 컨택홀은 상기 드레인 전극의 일부만을 드러내도록 형성된다.
상술한 표시 기판, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 표시 장치에 따르면, 화소 전극과 대향하여 스토리지 커패시터를 형성하는 전극을 금속이 아닌 투명 전극으로 형성함으로써, 개구율을 증가시킬 수 있다.
또한, 유기막을 사이에 두고 화소 전극과 투명 전극이 동일 면적으로 중첩되 면, 스토리지 커패시터의 커패시턴스가 확대되어 RGB 감마처짐 및 플리커 등이 개선되고, 킥-백이 최소화된다.
또한, 화소 전극과 데이터라인 사이에 일정한 직류 전압이 인가되는 투명 전극이 존재하므로, 화소 전극과 데이터 라인간에 발생되는 기생 커패시터가 최소화되고, 이에 따라, 화소 전극과 데이터 라인간의 얼라인 미스로 인한 커패시터의 편차로 인해 발생되는 세로줄 얼룩 등의 불량을 방지할 수 있다.
또한, 데이터 라인 상에 투명 전극이 존재함으로 인해, 데이터 라인과 대향 기판의 공통 전극간의 기생 커패시터 및 데이터 라인과 화소 전극간의 기생 커패시터를 최소화되어 데이터 라인에 걸리는 부하가 감소되며, 이에 따라, 데이터 라인을 흐르는 화소 전압의 지연이 감소된다.
또한, 데이터 라인 상에 배치된 투명 전극이 스윙하는 화소 전압이 흐르는 데이터 라인과 공통 전압이 인가되는 대향 기판의 공통 전극간에 발생되는 커플링을 방지하여, 초록 빛을 띄는 그리니쉬현상이 개선된다.
또한, 투명전극이 게이트 라인, 데이터 라인 및 액티브 패턴을 덮도록 형성되므로, 제2 절연막의 건식 식각 공정 중 게이트 라인, 데이터 라인이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 투명전극이 제1 콘택 홀 영역을 제외한 각 픽셀의 전체영역을 커버하도록 형성되는 한편, 제1 콘택 홀은 드레인 전극의 일부만을 노출시키도록 형성함으로써, 액티브 패턴의상부영역에 형성된 투명전극에도 DC전압이 인가될 수 있으며, 그 DC전압의 레벨을 조정함으로써 박막트랜지스터의 문턱전압을 조절할 수 있게 된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 기술적 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다. 도면들에 있어서, 각 장치 또는 막(층) 및 영역들의 두께는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장되게 도시되었으며, 또한 각 장치는 본 명세서에서 설명되지 아니한 다양한 부가 장치들을 구비할 수 있으며, 막(층)이 다른 막(층) 또는 기판 상에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 다른 막(층) 또는 기판 상에 직접 형성되거나 그들 사이에 추가적인 막(층)이 개재될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 기판을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 기판(100)은 실질적으로 영상을 표시하는 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)을 감싸는 비표시 영역(NDA)을 포함한다.
표시 영역(DA)에는 게이트 라인(122), 데이터 라인(142), 박막 트랜지스터(TFT) 및 스토리지 커패시터(Cst) 등이 형성된다. 비표시 영역(NDA)에는 게이트 라인(122)과 연결되는 게이트 패드부(GP) 및 데이터 라인(142)과 연결되는 데이터 패드부(DP)가 형성된다.
도 2는 도 1의 표시 영역의 일 부분을 확대하여 나타낸 확대도이며, 도 3는 도 2의 절단선 Ⅰ-Ⅰ` 및 절단선 Ⅱ-Ⅱ`을 따라 절단한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 표시 기판(100)은 베이스 기판(110) 상에 순차적으로 적층된 제1 금속 패턴(120), 제1 절연막(130), 제2 금속 패턴(140), 제2 절연막(150), 투명 전극(160), 유기막(170) 및 화소 전극(180)을 포함한다. 베이스 기판(110)은 예를 들어, 투명한 유리 또는 플라스틱으로 형성된다.
제1 금속 패턴(120)은 베이스 기판(110) 상에 형성된다. 제1 금속 패턴(120)은 게이트 라인(122) 및 게이트 라인(122)으로부터 분기된 게이트 전극(124)을 포함할 수 있다. 게이트 라인(122)은 예를 들어, 가로 방향으로 연장된다. 게이트 전극(124)은 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 단자를 구성한다.
제1 금속 패턴(120)은 예를 들어, 알루미늄(Al)과 몰리브덴(Mo)이 순차적으로 적층된 Mo/Al 2층막 구조로 형성된다. 이와 달리, 제1 금속 패턴(120)은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nd), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu), 은(Ag) 등의 단일 금속 또는 이들의 합금이 1층 또는 복수의 층들로 형성될 수 있다.
제1 절연막(130)은 제1 금속 패턴(120)이 형성된 기판(110) 상에 제1 금속 패턴(120)을 커버하도록 형성된다. 제1 절연막(130)은 제1 금속 패턴(120)을 보호하고 절연시키기 위한 절연막으로써, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)으로 형성되며, 약 1500Å ~ 2500Å의 두께로 형성된다.
제2 금속 패턴(140)은 제1 절연막(130) 상에 형성된다. 제2 금속 패턴(140)은 데이터 라인(142), 데이터 라인(142)으로부터 분기된 소오스 전극(144) 및 소오 스 전극(144)과 이격된 드레인 전극(146)을 포함할 수 있다. 데이터 라인(142)은 제1 절연막(130)을 통해 게이트 라인(122)과 절연되며, 게이트 라인(122)과 교차되는 방향으로 연장되도록 형성된다. 예를 들어, 데이터 라인(142)은 게이트 라인(122)과 수직으로 교차되도록 세로 방향으로 연장된다. 소오스 전극(144)은 적어도 일부가 게이트 전극(124)과 중첩되도록 데이터 라인(142)으로부터 연장된다. 소오스 전극(144)은 박막 트랜지스터(TFT)의 소오스 단자를 구성한다. 드레인 전극(146)은 소오스 전극(144)과 소정의 간격으로 이격되게 형성되며, 일부가 게이트 전극(124)과 중첩되도록 형성된다. 드레인 전극(146)은 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 단자를 구성한다.
제2 금속 패턴(140)은 예를 들어, 하부 몰리브덴층, 알루미늄층 및 상부 몰리브덴층이 연속적으로 적층된 Mo/Al/Mo 삼층막 구조로 형성된다. 이와 달리, 제2 금속 패턴(140)은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nd), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu), 은(Ag) 등의 단일 금속 또는 이들의 합금이 1층 또는 복수의 층들로 형성될 수 있다.
표시 기판(100)은 박막 트랜지스터(TFT)의 형성을 위하여, 제1 절연막(130)과 제2 금속 패턴(140) 사이에 형성되는 액티브 패턴(190)을 더 포함할 수 있다. 액티브 패턴(190) 및 제2 금속 패턴(140)은 마스크 공정 수를 감소시키기 위하여, 한 번의 마스크 공정을 통해 형성될 수 있다. 이와 같이, 한 번의 마스크 공정을 통해 액티브 패턴(190) 및 제2 금속 패턴(140)을 형성할 경우, 액티브 패턴(190)은 실질적으로 제2 금속 패턴(140)과 동일한 행태로 형성되며, 제1 절연막(130)과 제2 금속 패턴(140) 사이에 배치된다.
한편, 액티브 패턴(190)을 형성하기 위한 마스크와 제2 금속 패턴(140)을 형성하기 위한 마스크를 달리 가져갈 경우, 액티브 패턴(190)은 게이트 전극(124)과 중첩되는 부분에만 형성될 수 있다.
액티브 패턴(190)은 반도체층(192) 및 오믹 콘택층(194)을 포함할 수 있다. 반도체층(192)은 실질적으로 전류가 흐르게 되는 채널 역할을 수행하며, 오믹 콘택층(194)은 반도체층(192)과 소오스 전극(144) 및 드레인 전극(146)간의 접촉 저항을 감소시키는 역할을 수행한다. 예를 들어, 반도체층(192)은 비정질 실리콘(amorphous Silicon : 이하, a-Si)으로 형성되며, 오믹 콘택층(194)은 n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘(이하, n+a-Si)으로 형성된다.
이에 따라, 표시 기판(100)의 각 화소(P) 내에는 게이트 전극(124), 액티브 패턴(190), 소오스 전극(144) 및 드레인 전극(146)을 포함하는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다. 박막 트랜지스터(TFT)는 각 화소(P)를 개별적으로 구동시키기 위하여 각 화소(P)마다 적어도 하나가 형성된다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(122)을 통해 인가되는 스캔 신호에 반응하여 데이터 라인(142)을 통해 인가되는 화소 전압을 화소 전극(180)에 인가한다.
제2 절연막(150)은 제2 금속 패턴(140)이 형성된 베이스 기판(110) 상에 제2 금속 패턴(140)을 커버하도록 형성된다. 제2 절연막(150)은 제2 금속 패턴(140)을 보호하고 절연시키기 위한 절연막으로서, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)으로 형성되며, 약 3500Å ~ 4500Å의 두께로 형성된다.
투명 전극(160)은 제2 절연막(150) 상에 형성된다. 투명 전극(160)은 유기막(170)을 사이에 두고 화소 전극(180)과 대향하여 스토리지 커패시터(Cst)를 형성한다. 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 화소 전극(180)에 인가된 화소 전압은 스토리지 커패시터(Cst)에 의해 한 프레임 동안 유지된다. 투명 전극(160)에는 일정한 직류 전압이 인가된다. 예를 들어, 투명 전극(160)에는 스윙하는 화소 전압의 중간에 해당하는 직류 전압인 공통 전압(Vcom)이 인가된다.
투명 전극(160)은 광이 투과될 수 있는 투명한 도전성 물질로 이루어진다. 예를 들어, 투명 전극(160)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : 이하, ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : 이하, IZO)로 형성된다. 투명 전극(160)은 예를 들어, 약 500Å ~ 600Å의 두께로 형성된다.
제2 절연막(150) 및 투명 전극(160)에는 드레인 전극(146)과 화소 전극(180)간의 전기적인 연결을 위하여, 드레인 전극(146)의 적어도 일부를 노출시키는 제1 콘택 홀(CNT1)이 형성된다. 예를 들어, 제1 콘택 홀(CNT1)은 박막 트랜지스터(TFT) 상부에 위치하는 투명 전극(160)이 플로팅 상태를 가질 수 있도록 박막 트랜지스터(TFT) 부분을 둘러싸도록 형성된다. 이 경우, 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 상부에 형성된 투명전극(160)에는 DC전압이 인가되지 않는다.
유기막(170)은 투명 전극(160) 상에 형성된다. 유기막(170)은 표시 기판(100)의 평탄화를 위하여 사용된다. 유기막(170)은 예를 들어, 약 2.5㎛ ~ 3.5㎛의 두께로 형성된다.
유기막(170)은 적색, 녹색 및 청색 컬러필터들(RCF, GCF, BCF)을 포함할 수 있다. 적색, 녹색 및 청색 컬러필터들(RCF, GCF, BCF)은 각 화소(P)에 대응하여 순차적으로 배열된다. 바람직하게, 적색, 녹색 및 청색 컬러필터들(RCF, GCF, BCF)은 데이터 라인(142) 상에서 서로 중첩되도록 형성된다. 이와 같이, 적색, 녹색 및 청색 컬러필터들(RCF, GCF, BCF) 중에서 적어도 둘 이상을 중첩시킬 경우, 데이터 라인(142) 근처에서 발생되는 빛샘이 방지되어 대향 기판에 형성되는 블랙 매트릭스의 폭을 데이터 라인(142)의 선폭 만큼 최소로 감소시킬 수 있어, 개구율을 증가시킬 수 있다.
유기막(170)에는 드레인 전극(146)과 화소 전극(180)간의 전기적인 연결을 위하여, 드레인 전극(146)의 적어도 일부를 노출시키는 제2 콘택 홀(CNT2)이 형성된다. 제2 콘택 홀(CNT2)은 제1 콘택 홀(CNT1) 내에 형성된다.
유기막(170)은 제1 콘택 홀(CNT1)에 대응되는 제2 절연막(150) 및 투명 전극(160)의 식각 단면을 커버한다. 따라서, 유기막(170)은 제1 콘택 홀(CNT1) 영역에서 투명 전극(160)과 화소 전극(180)이 단락되는 것을 방지한다.
화소 전극(180)은 각 화소(P)에 대응하여 유기막(170) 상에 형성된다. 화소 전극(180)은 광이 투과될 수 있는 투명한 도전성 물질로 이루어진다. 예를 들어, 화소 전극(180)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : 이하, ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : 이하, IZO)로 형성된다.
화소 전극(180)은 유기막(170)에 형성된 제2 콘택 홀(CNT2)을 통해 드레인 전극(146)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 게이트 라인(122)을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극(124)에 스캔 신호가 인가되면, 박막 트랜지스터(TFT)가 턴-온(turn on)되어 데이터 라인(142)을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 소오스 전극(144)으로 인가된 화소 전압이 드레인 전극(146)을 거쳐 화소 전극(180)에 인가된다.
화소 전극(180)은 투명 전극(160)과 전체적으로 중첩되어 스토리지 커패시터(Cst)를 형성한다. 박막 트랜지스터(TFT)의 구동을 통해 화소 전극(180)에 인가된 화소 전압은 스토리지 커패시터(Cst)를 통해 한 프레임동안 유지된다.
한편, 상기 화소 전극(180)의 가장자리는 상기 데이터 라인(142)과 중첩될 수 있다. 또한, 상기 화소 전극(180)은 광시야각의 구현을 위하여 각 화소(P)를 다수의 도메인으로 분할하기 위한 특정한 개구 패턴을 가질 수 있다.
도 4는 도 1의 게이트 패드부를 나타낸 확대도이며, 도 5는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1, 도 4 및 도 5을 참조하면, 표시 기판(100)의 비표시 영역(NDA)은 패드 영역(PA) 및 패드 영역(PA)과 표시 영역(DA)의 사이인 팬 아웃 영역(FA)을 포함한다. 패드 영역(PA)에는 게이트 패드부(GP) 및 데이터 패드부(DP)가 형성된다. 팬 아웃 영역(FA)에는 게이트 라인(122)과 게이트 패드부(GP)를 연결하고, 데이터 라인(142)과 데이터 패드부(DP)를 연결하는 팬 아웃 라인(230)이 형성된다.
게이트 패드부(GP)는 게이트 금속 패드(210) 및 게이트 투명 패드(220)를 포함한다.
게이트 금속 패드(210)는 게이트 라인(122)과 연결되며, 표시 영역(DA)의 외곽인 비표시 영역(NDA) 중 패드 영역(PA)에 형성된다. 게이트 금속 패드(210)는 베이스 기판(110) 상에 제1 금속 패턴(120)과 동일한 물질로 형성되며, 제1 금속 패턴(120)을 형성할 때 동시에 형성된다.
게이트 투명 패드(220)는 게이트 금속 패드(210) 상에 형성되어 게이트 금속 패드(210)와 직접 접촉된다. 게이트 투명 패드(220)는 게이트 금속 패드(210)의 폭 방향의 양단부를 커버하도록 게이트 금속 패드(210)보다 넓은 폭으로 형성된다. 게이트 투명 패드(220)는 예를 들어, 화소 전극(190)과 동일한 물질로 형성되며, 화소 전극(180)을 형성할 때 동시에 형성된다.
제1 절연막(130), 제2 절연막(150) 및 투명 전극(160)에는 게이트 금속 패드(210)와 게이트 투명 패드(220)의 연결을 위하여, 게이트 금속 패드(210)를 노출시키는 제3 콘택 홀(CNT3)이 형성된다.
투명 전극(160)과 게이트 투명 전극(220)은 도전성 물질을 포함하므로, 투명 전극(160)과 게이트 투명 전극(220)이 접촉되지 않도록 제3 콘택 홀(CNT3)은 게이트 투명 전극(220)보다 넓은 면적으로 형성된다.
유기막(170)은 표시 영역(DA)으로부터 연장되어 팬 아웃 영역(FA)에 인접한 패드 영역(PA)의 단부까지 형성된다. 유기막(170)은 팬 아웃 영역(FA)에 인접한 제3 콘택 홀(CNT3)의 식각 단면을 커버한다. 따라서, 팬 아웃 영역(FA)에 인접한 게이트 투명 패드(220)의 길이 방향의 일단부는 유기막(170)에 의해 투명 전극(160)과 확실히 절연될 수 있다.
데이터 패드부(DP) 제1 절연막(130) 상에 데이터 금속 패드 및 데이터 투명 패드가 형성되는 것을 제외하고는 실질적으로 게이트 패드부(GP)와 유사한 구조를 가지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도시되지는 않았으나, 게이트 패드부(GP) 및 데이터 패드부(DP)가 형성된 패드 영역(PA)의 투명 전극(160) 및 제2 절연막(150)을 전면적으로 제거함으로써, 투명 전극(160)과 게이트 투명 전극(220) 및 데이터 투명 전극간의 단락을 방지할 수 있다.
상기 본 발명의 제1실시예와 같이, 화소 전극(180)과 대향하여 스토리지 커패시터(Cst)를 형성하는 전극을 금속이 아닌 투명 전극(160)으로 형성함으로써, 개구율을 최대로 증가시킬 수 있다.
또한, 유기막(170)을 사이에 두고 화소 전극(180)과 투명 전극(160)이 동일 면적으로 중첩되면, 스토리지 커패시터(Cst)의 커패시턴스가 확대되어 RGB 감마처짐 및 플리커 등이 개선되고, 킥-백(kick-back)이 최소화된다.
또한, 화소 전극(180)과 데이터 라인(142) 사이에 일정한 직류 전압이 인가되는 투명 전극(160)이 존재하므로, 화소 전극(180)과 데이터 라인(142)간에 발생되는 기생 커패시터가 최소화되고, 이에 따라, 화소 전극(180)과 데이터 라인(142)간의 얼라인 미스로 인한 커패시터의 편차로 인해 발생되는 세로줄 얼룩 등의 불량을 방지할 수 있다.
또한, 데이터 라인(142) 상에 투명 전극(160)이 존재함으로 인해, 데이터 라인(142)과 대향 기판의 공통 전극간의 기생 커패시터 및 데이터 라인(142)과 화소 전극(180)간의 기생 커패시터를 최소화되어 데이터 라인(142)에 걸리는 부하가 감소되며, 이에 따라, 데이터 라인(142)을 흐르는 화소 전압의 지연이 감소된다.
또한, 데이터 라인(142) 상에 배치된 투명 전극(160)이 스윙하는 화소 전압이 흐르는 데이터 라인(142)과 공통 전압(Vcom)이 인가되는 대향 기판의 공통 전극간에 발생되는 커플링을 방지하여, 초록 빛을 띠는 그리니쉬(greenish) 현상이 개선된다.
이하에서는, 본 발명의 제2실시예에 따른 표시기판에 대하여 도6 및 도7을 참조하여 설명한다. 본 실시예에 있어서, 상기한 제1 실시예와 중복되는 요소에 대하여는 자세한 설명을 생략하며, 상기 제1실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 기판을 나타낸 확대도이며, 도 7는 도 6의 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 표시 기판(100)은 더미 절연막(152) 및 더미 투명 전극(162)을 더 포함할 수 있다.
더미 절연막(152)은 제2 콘택 홀(CNT2)에 의해 노출된 드레인 전극(146) 상에 적어도 하나 이상이 형성된다. 더미 절연막(152)은 제2 콘택 홀(CNT2) 내에서 유기막(170)과 이격되도록 섬 형태로 형성된다. 더미 절연막(152)은 제2 절연막(150)과 동일한 물질로 동시에 형성될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 드레인 전극(146)을 포함하는 제2 금속 패턴(140)은 제1 절연막(130)으로부터 순차적으로 형성된 하부 몰리브덴층(140a), 알루미늄층(140b) 및 상부 몰리브덴층(140c)을 포함한다.
제1 콘택 홀(CNT1) 내에서 더미 절연막(152)이 형성된 영역을 제외한 나머지 영역의 상부 몰리브덴층(140c)은 제거되어 있다. 따라서, 화소 전극(180)은 더미 절연막(152)의 하부에 잔존하는 상부 몰리브덴층(140c)과 측면 접촉(side contact)하게 되며, 드레인 전극(146)과 화소 전극(180)간의 접촉 신뢰성이 향상된다. 상기 상부 몰리브덴층(140c)의 제거는, 제1 콘택 홀(CNT1)을 형성하기 위하여 제2 절연막(150)을 건식 식각할 때, 과잉 식각을 통해 이루어질 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시기판에 대하여 도8 및 도9를 참조하여 설명한다. 본 실시예에 있어서, 상기한 제1 및 제2 실시예와 중복되는 요소에 대하여는 자세한 설명을 생략하며, 상기 제1, 제2 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 8A는 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 기판의 일 부분을 확대하여 나타낸 확대도이며, 도 8B는 도 8A에 도시된 절단선 VII-VII`에 따라 절단한 단면도이다.
도 8A 및 도 8B를 참조하면, 상기 투명전극(160)은 상기 제1 콘택 홀(CNT1)이 형성된 영역을 제외한 상기 베이스 기판(110) 상에 형성된 각 픽셀(P)의 전체영역을 커버하도록 형성된다. 상기 제1 콘택 홀(CNT1)은 드레인 전극(146)이 형성된 영역 내에서 드레인 전극(146)을 부분적으로 노출시키도록 형성된다. 따라서, 상기 투명전극(160)은 상기 제1 콘택 홀(CNT1)이 형성된 상기 드레인 전극(146)의 일부 영역을 제외하고는, 상기 게이트 라인(122), 데이터 라인(142) 및 상기 액티브 패턴(190) 등을 포함한 상기 픽셀(P)의 전체 영역을 커버한다.
상기한 바와 같이, 제1 콘택 홀(CNT1)이 상기 드레인 전극(146)이 구비된 영역 내에 형성되므로, 상기 제1 콘택 홀(CNT1)을 형성하기 위하여 상기 제2 절연 막(150)을 건식 식각하는 과정 상에서 발생될 수 있는 상기 게이트 라인(122) 및 상기 데이터 라인(142)의 손상을 방지할 수 있다.
한편, 유기막(170)에는 제2 콘택 홀(CNT2)이 제공되고, 상기 제2 콘택 홀(CNT2)은 제1 콘택 홀(CNT1)보다 작은 크기로 제1 콘택 홀(CNT1) 내에 형성된다.
상기 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 상기 투명전극(160)에는 DC전압(Vt)이 인가된다. 다만, 상기 제1 실시예에서와는 달리, 상기 액티브 패턴(190) 상부의 투명전극(160)에도 동일한 DC전압(Vt)이 인가될 수 있는바, 이는 상기 투명전극(160)이 상기 제1 콘택 홀(CNT1)이 형성된 상기 드레인 전극(146)의 일부 영역을 제외하고는 상기 픽셀(P) 상에 연속적으로 형성되기 때문이다.
도 9는 도 8A에 도시된 투명전극에 인가되는 DC전압의 레벨에 따라 TFT의 문턱 전압과 전류 관계를 나타낸 그래프이다.
도 9에 도시된 것처럼, 상기 DC전압(Vt)의 레벨을 변화시킴으로써 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 문턱전압(Vth)을 조절할 수 있다. 즉, 도 9에서는 상기 투명전극(160)에 인가되는 DC전압(Vt)을 증가시킬수록 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 문턱전압(Vth)이 감소되는 것으로 나타났다. 여기서, 상기 DC전압(Vt)이 증가될수록 상기 액티브 패턴(190)에서 전자가 더 많이 축적되므로 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 구동을 위한 문턱전압(Vth)은 낮아지게 되는 것이다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 기판의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 10 내지 도 17은 도 2 및 도 3에 도시된 표시 기판의 제조 과정을 설명하 기 위한 도면들이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 베이스 기판(110) 상에 제1 금속 패턴(120)을 형성한다. 제1 금속 패턴(120)은 게이트 라인(122) 및 게이트 라인(122)으로부터 분기된 게이트 전극(124)을 포함한다.
제1 금속 패턴(120)은 예를 들어, 알루미늄층과 몰리브덴층이 순차적으로 적층된 Mo/Al 2층막 구조를 갖는다. 이와 달리, 제1 금속 패턴(120)은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nd), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu), 은(Ag) 등의 단일 금속 또는 이들의 합금이 1층 또는 복수의 층들로 형성될 수 있다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 제1 금속 패턴(120)이 형성된 베이스 기판(110) 상에 제1 금속 패턴(120)을 커버하도록 제1 절연막(130)을 형성한다. 예를 들어, 제1 절연막(130)은 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)으로 형성되며, 약 1500Å ~ 2500Å의 두께로 형성된다.
제1 절연막(130) 상에 액티브 패턴(190) 및 제2 금속 패턴(140)을 형성한다. 액티브 패턴(190) 및 제2 금속 패턴(140)은 서로 다른 2개의 마스크를 이용한 2번의 마스크 공정을 통해 각각 패터닝되거나, 또는 하나의 마스크를 이용한 한번의 마스크 공정을 통해 패터닝될 수 있다. 예를 들어, 액티브 패턴(190)과 제2 금속 패턴(140)을 2번의 마스크 공정을 통해 각각 패터닝할 경우, 액티브 패턴(190)은 게이트 전극(124)과 중첩되는 부분에만 형성될 수 있다. 이와 달리, 액티브 패턴(190)과 제2 금속 패턴(140)이 한 번의 마스크 공정에 의해 패터닝될 경우, 액티 브 패턴(190)은 실질적으로 제2 금속 패턴(140)과 동일한 형상으로 형성된다. 즉, 액티브 패턴(190)은 제1 절연막(130)과 제2 금속 패턴(140) 사이에 형성된다.
액티브 패턴(190)은 반도체층(192) 및 오믹 콘택층(194)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체층(192)은 비정질 실리콘(amorphous Silicon : a-Si)으로 형성되며, 오믹 콘택층(194)은 n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘(n+a-Si)으로 형성된다.
제2 금속 패턴(140)은 게이트 라인(122)과 교차하는 데이터 라인(142), 데이터 라인(142)으로부터 분기된 소오스 전극(144) 및 소오스 전극(144)과 이격된 드레인 전극(146)을 포함한다.
제2 금속 패턴(140)은 예를 들어, 하부 몰리브덴층, 알루미늄층 및 상부 몰리브덴층이 연속적으로 적층된 Mo/Al/Mo 삼층막 구조로 형성된다. 이와 달리, 제2 금속 패턴(140)은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nd), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu), 은(Ag) 등의 단일 금속 또는 이들의 합금이 1층 또는 복수의 층들로 형성될 수 있다.
한편, 박막 트랜지스터(TFT)의 형성을 위하여 소오스 전극(144)과 드레인 전극(146) 사이에 해당하는 채널 영역의 오믹 콘택층(194)은 제거된다.
도 14 및 도 15을 참조하면, 제2 금속 패턴(140)이 형성된 베이스 기판(110) 상에 제2 금속 패턴(140)을 커버하도록 제2 절연막(150) 및 투명 전극(160)을 순차적으로 형성한다.
제2 절연막(150)은 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)으 로 형성되며, 약 3500Å ~ 4500Å의 두께로 형성된다. 투명 전극(160)은 광이 투과될 수 있는 투명한 도전성 물질로 이루어진다. 예를 들어, 투명 전극(160)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : 이하, ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : 이하, IZO)로 형성되며, 약 500Å ~ 600Å의 두께로 형성된다.
제2 절연막(150) 및 투명 전극(160)에 드레인 전극(146)의 적어도 일부를 노출시키는 제1 콘택 홀(CNT1)을 형성한다. 예를 들어, 제1 콘택 홀(CNT1)은 한번의 마스크 공정을 통해 형성될 수 있다. 제1 콘택 홀(CNT1) 영역의 투명 전극(160)은 습식 식각에 의해 제거되고, 제1 콘택 홀(CNT1) 영역의 제2 절연막(150)은 건식 식각에 의해 제거될 수 있다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 제1 콘택 홀(CNT1)이 형성된 투명 전극(160) 상에 유기막(170)을 형성한다. 유기막(170)은 표시 기판(100)의 평탄화를 위하여 사용된다. 유기막(170)은 예를 들어, 약 2.5㎛ ~ 3.5㎛의 두께로 형성된다.
유기막(170)은 적색, 녹색 및 청색 컬러필터들(RCF, GCF, BCF)을 포함할 수 있다. 적색, 녹색 및 청색 컬러필터들(RCF, GCF, BCF)은 각 화소(P)에 대응하여 순차적으로 배열된다. 적색, 녹색 및 청색 컬러필터들(RCF, GCF, BCF)은 빛샘을 방지하기 위하여 데이터 라인(142) 상에서 서로 중첩되도록 형성되는 것이 바람직하다.
유기막(170)에 드레인 전극(146)의 적어도 일부를 노출시키는 제2 콘택 홀(CNT2)을 형성한다. 유기막(170)이 제1 콘택 홀(CNT1)에 대응되는 제2 절연막(150) 및 투명 전극(160)의 식각 단면을 커버하도록 제2 콘택 홀(CNT2)은 제1 콘 택 홀(CNT1) 내에 형성된다. 따라서, 유기막(170)은 제1 콘택 홀(CNT1) 영역에서 투명 전극(160)과 화소 전극(180)이 접촉되는 것을 방지한다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 제2 콘택 홀(CNT2)이 형성된 유기막(170) 상에 각 화소(P)에 대응되도록 화소 전극(180)을 형성한다. 화소 전극(180)은 광이 투과될 수 있는 투명한 도전성 물질로 이루어진다. 예를 들어, 화소 전극(180)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : 이하, ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : 이하, IZO)로 형성되며, 약 500Å ~ 600Å의 두께로 형성된다.
화소 전극(180)은 유기막(170)에 형성된 제2 콘택 홀(CNT2)을 통해 드레인 전극(146)과 전기적으로 연결된다. 이때, 유기막(170)이 제1 콘택 홀(CNT1)의 식각 단면을 커버하고 있기 때문에, 화소 전극(180)과 투명 전극(160)은 접촉되지 않는다. 화소 전극(180)은 투명 전극(160)과 전체적으로 중첩되어 스토리지 커패시터(Cst)를 형성한다.
도 18 내지 도 21은 도 6 및 도 7에 도시된 표시 기판의 제조 과정을 설명하기 위한 도면들이다. 도 18 및 도 21에서, 제2 금속 패턴을 형성하는 공정까지는 도 10 내지 도 13에 도시된 것과 동일하므로, 이와 관련된 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 제2 금속 패턴(140)이 형성된 베이스 기판(110) 상에 제2 금속 패턴(140)을 커버하도록 제2 절연막(150) 및 투명 전극(160)을 순차적으로 형성한다.
제2 절연막(150) 및 투명 전극(160)에 드레인 전극(146)의 적어도 일부를 노 출시키는 제1 콘택 홀(CNT1)을 형성한다. 이때, 제1 콘택 홀(CNT1)에 의해 노출되는 드레인 전극(146) 상에는 더미 절연막(152) 및 더미 투명 전극(162)이 형성된다. 더미 절연막(152)은 제2 절연막(150)과 동일한 물질로 형성되며, 더미 투명 전극(162)은 투명 전극(160)과 동일한 물질로 형성된다.
제1 콘택 홀(CNT1)은 한번의 마스크 공정을 통해 형성된다. 제1 콘택 홀(CNT1) 영역의 투명 전극(160)은 습식 식각 공정에 의해 제거되고, 제1 콘택 홀(CNT1) 영역의 제2 절연막(150)은 건식 식각 공정에 의해 제거된다. 본 실시예에서는, 제2 절연막(150)을 건식 식각할 때, 과잉 식각(over etch)을 통해 제1 콘택 홀(CNT1)에 의해 노출된 드레인 전극(146)의 상부 몰리브덴층(140c)을 같이 제거한다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 제1 콘택 홀(CNT1)이 형성된 투명 전극(160) 상에 컬러필터들을 포함할 수 있는 유기막(170)을 형성한 후, 유기막(170)에 드레인 전극(146)의 적어도 일부를 노출시키는 제2 콘택 홀(CNT2)을 형성한다. 유기막(170)은 제1 콘택 홀(CNT1) 영역에서 투명 전극(160)과 화소 전극(180)이 접촉되는 것을 방지하기 위하여, 제1 콘택 홀(CNT1)에 대응되는 제2 절연막(150) 및 투명 전극(160)의 식각 단면을 커버한다.
다시 도 6 및 도 7을 참조하면, 제2 콘택 홀(CNT2)이 형성된 유기막(170) 상에 각 화소(P)에 대응되도록 화소 전극(180)을 형성한다. 제2 콘택 홀(CNT2) 내에서 더미 절연막(152) 및 더미 투명 전극(162)이 형성된 영역을 제외한 나머지 영역의 상부 몰리브덴층(140c)은 제거되어 있으므로, 화소 전극(180)은 더미 절연 막(152)의 하부에 잔존하는 상부 몰리브덴층(140c)과 측면 접촉(side contact)하게 된다. 따라서, 드레인 전극(146)과 화소 전극(180)간의 접촉 신뢰성이 향상된다.
이하에서는 본 발명에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다. 여기서, 표시 기판(100)은 도 1 내지 도 19에 도시된 실시예들과 동일한 구조를 가질 수 있으므로, 이와 관련된 상세한 설명은 생략하기로 한다. 여기에서는 상기한 표시장치의 실시예들 중 제1 실시예의 구조를 갖는 표시기판이 장착된 표시장치에 대하여 설명한다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 22를 참조하면, 표시 장치(300)는 표시 기판(100), 대향 기판(400) 및 액정층(500)을 포함한다.
대향 기판(400)은 액정층(500)을 사이에 두고 표시 기판(100)과 대향하도록 배치된다. 대향 기판(400)은 표시 기판(100)과 대향하는 기판(410)의 대향면에 형성된 공통 전극(420)을 포함할 수 있다. 공통 전극(420)은 광의 투과를 위하여 투명한 도전성 물질로 형성된다. 예를 들어, 공통 전극(420)은 화소 전극(180)과 동일한 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)로 형성된다. 공통 전극(420)에는 광시야각의 구현을 위한 개구 패턴이 형성될 수 있다.
대향 기판(400)은 블랙 매트릭스(430)를 더 포함할 수 있다. 블랙 매트릭스(430)는 화소(P)들의 경계부에 형성되어 빛샘을 차단하고 대비비(contrast ratio)를 향상시킨다. 표시 기판(100)에 형성된 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 들(RCF, GCF, BCF)를 중첩시킴으로써, 블랙 매트릭스(430)의 폭을 감소시키고 개구율을 증가시킬 수 있다.
한편, 표시 기판(100)에 컬러필터들이 형성되지 않은 경우, 대향 기판(400)은 컬러필터들을 포함할 수 있다.
액정층(500)은 이방성 굴절률, 이방성 유전율 등의 광학적, 전기적 특성을 갖는 액정들이 일정한 형태로 배열된 구조를 갖는다. 액정층(500)은 화소 전극(180)과 공통 전극(420) 사이에 형성되는 전계에 의하여 액정들의 배열이 변화되고, 액정들의 배열 변화에 따라서 통과하는 광의 투과율을 제어한다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 기판을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 표시 영역을 나타낸 확대도이다.
도 3는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선 및 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 1의 게이트 패드부를 나타낸 확대도이다.
도 5는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 기판을 나타낸 확대도이다.
도 7은 도 6의 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 8A는 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 기판의 일 부분을 확대하여 나타낸 확대도이다.
도 8B는 도 8A에 도시된 절단선 Ⅶ-Ⅶ'에 따라 절단한 단면도이다.
도 9는 도 8A에 도시된 투명전극에 인가되는 DC전압의 레벨에 따라 TFT의 문턱 전압과 전류 관계를 나타낸 그래프이다.
도 10 내지 도 17은 도 2 및 도 3에 도시된 표시 기판의 제조 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 18 내지 도 21은 도 6 및 도 7에 도시된 표시 기판의 제조 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 표시 기판 120 : 제1 금속 패턴
122 : 게이트 라인 124 : 게이트 전극
130 : 제1 절연막 140 : 제2 금속 패턴
142 : 데이터 라인 144 : 소오스 전극
146 : 드레인 전극 150 : 제2 절연막
160 : 투명 전극 170 : 유기막
180 : 화소 전극 190 : 액티브 패턴
300 : 표시 장치 400 : 대향 기판
420 : 공통 전극 430 : 블랙 매트릭스
500 : 액정층

Claims (25)

  1. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 형성된 게이트 라인;
    상기 베이스 기판 상에 제공되어 상기 게이트 라인을 커버하는 제1 절연막;
    상기 제1 절연막 상에 구비되어 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인; 및
    상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터;
    상기 베이스 기판 상에 상기 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 커버하도록 제공된 제2 절연막;
    상기 제2 절연막 상에 형성된 투명 전극;
    상기 투명 전극 상에 형성된 유기막; 및
    상기 투명 전극과 절연되도록 상기 유기막 상에 형성되며, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 컨택되는 화소 전극을 포함하는 표시 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기막은 적색, 녹색 및 청색 컬러필터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 중 적어도 둘은 상기 데이터 라인 상에서 중첩되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 절연막 및 상기 투명 전극에는 상기 드레인 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제1 콘택 홀이 형성되며,
    상기 유기막에는 상기 제1 콘택 홀 내에서 상기 드레인 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제2 콘택 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 콘택 홀은 상기 박막 트랜지스터의 주변을 감싸는 링 형태로 제공되고,
    상기 투명 전극은 상기 제1 콘택홀이 형성된 영역을 제외하고, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 의해서 정의된 픽셀 영역 내에 전체적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  6. 제5항에 있어서, 상기 게이트 라인 및 상기 게이트 라인으로부터 분기된 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극은 제1 금속 패턴으로부터 형성되고,
    상기 데이터 라인, 상기 데이터 라인으로부터 분기된 소오스 전극 및 상기 드레인 전극은 제2 금속 패턴으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 콘택 홀에 의해 노출된 상기 드레인 전극 상에 구비되고, 상기 제2 절연막과 동일한 물질로 형성된 더미 절연막; 및
    상기 더미 절연막 상에 구비되고, 상기 투명전극과 동일한 물질로 이루어진 더미 투명 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 금속 패턴은 상기 제1 절연막으로부터 순차적으로 형성된 하부 몰리브덴층, 알루미늄층 및 상부 몰리브덴층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 콘택 홀 내에서 상기 더미 절연막 영역을 제외한 영역에서 상기 상부 몰리브덴층이 제거되어 있고, 상기 화소 전극은 상기 더미 절연막 하부의 상기 상부 몰리브덴층과 측면 접촉되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  10. 제4항에 있어서, 상기 제1 콘택 홀은 상기 드레인 전극이 형성된 영역 내에 형성되어 상기 드레인 전극을 일부분을 노출시키고,
    상기 투명 전극은 상기 제1 콘택홀이 형성된 영역을 제외하고 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 의해서 정의된 픽셀 영역 내에 전체적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  11. 제4항에 있어서, 상기 유기막은 상기 제1 콘택 홀에 대응되는 상기 제2 절연막 및 상기 투명 전극의 식각 단면을 커버하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 절연막과 상기 제2 금속 패턴 사이에 형성된 액티브 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  13. 제12항에 있어서, 상기 투명전극은 상기 게이트 라인, 상기 데이터 라인 및 상기 액티브 패턴을 커버하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  14. 제1항에 있어서, 상기 화소 전극의 가장자리는 상기 데이터 라인과 중첩되는 것을 특징으로 하는 표시기판.
  15. 제1항에 있어서, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인 중 어느 하나와 연결되며, 표시 영역의 외곽에 위치하는 비표시 영역에 형성된 금속 패드; 및
    상기 금속 패드 상에 형성되어 상기 금속 패드와 직접 접촉되는 투명 패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제2 절연막 및 상기 투명 전극에는 상기 투명 전극과 상기 투명 패드가 접촉되지 않도록 상기 투명 패드보다 넓은 면적의 제3 콘택 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  17. 베이스 기판 상에 게이트 라인 및 상기 게이트 라인과 연결된 게이트 전극을 포함하는 제1 금속 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 금속 패턴이 형성된 기판 상에 상기 제1 금속 패턴을 커버하도록 제1 절연막을 형성하는 단계;
    상기 제1 절연막 상에 액티브 패턴을 형성하는 단계;
    상기 액티브 패턴이 형성된 제1 절연막 상에 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인, 상기 데이터 라인과 연결된 소오스 전극 및 상기 소오스 전극과 이격된 드레인 전극을 포함하는 제2 금속 패턴을 형성하여 박막 트랜지스터를 완성하는 단계;
    상기 제2 금속 패턴이 형성된 상기 베이스 기판 상에 전체적으로 제2 절연막을 형성하는 단계;
    상기 제2 절연막 상에 투명 전극을 형성하는 단계;
    상기 투명 전극 상에 유기막을 형성하는 단계; 및
    상기 유기막 상에 상기 투명전극과 절연되며 상기 드레인 전극과 컨택되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시 기판의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 유기막은 적색, 녹색 및 청색 컬러필터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제2 절연막 및 상기 투명 전극에 상기 드레인 전극의 적어도 일부를 노 출시키는 제1 콘택 홀을 형성하는 단계; 및
    상기 유기막에 상기 제1 콘택 홀 내에서 상기 드레인 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제2 콘택 홀을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 콘택 홀은 상기 박막 트랜지스터의 주변을 감싸는 링 형태로 제공되고,
    상기 투명 전극은 상기 제1 콘택홀이 형성된 영역을 제외하고, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 의해서 정의된 픽셀 영역 내에 전체적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 제1 콘택 홀은 상기 드레인 전극이 형성된 영역 내에 형성되어 상기 드레인 전극을 일부분을 노출시키고,
    상기 투명 전극은 상기 제1 콘택홀이 형성된 영역을 제외하고 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 의해서 정의된 픽셀 영역 내에 전체적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  22. 베이스 기판 상에, 게이트 라인 및 상기 게이트 라인과 연결된 게이트 전극을 포함하는 제1 금속 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 금속패턴이 형성된 상기 베이스 기판 상에 제1 절연막, 액티브 층 및 금속층을 순차적으로 형성하는 단계;
    한 번의 마스크 공정을 통해 상기 금속층 및 사익 액티브층을 패터닝하여, 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인, 상기 데이터 라인과 연결된 소오스 전극 및 상기 소오스 전극과 이격된 드레인 전극을 포함하는 제2 금속 패턴과, 상기 제2 금속 패턴과 상기 제1 절연막 사이에 배치되는 액티브 패턴을 형성하여 박막 트랜지스터를 완성하는 단계;
    상기 제2 금속 패턴이 형성된 상기 베이스 기판 상에 전체적으로 제2 절연막을 형성하는 단계;
    상기 제2 절연막 상에 투명 전극을 형성하는 단계;
    상기 투명 전극 상에 유기막을 형성하는 단계; 및
    상기 유기막 상에 상기 투명전극과 절연되며, 상기 드레인 전극과 컨택되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조방법.
  23. 표시 기판;
    상기 표시 기판과 대향하는 대향 기판; 및
    상기 표시 기판과 상기 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하며,
    상기 표시 기판은,
    상기 베이스 기판 상에 형성된 게이트 라인;
    상기 베이스 기판 상에 제공되어 상기 게이트 라인을 커버하는 제1 절연막;
    상기 제1 절연막 상에 구비되어 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인; 및
    상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터;
    상기 베이스 기판 상에 상기 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 커버하도록 제공된 제2 절연막;
    상기 제2 절연막 상에 형성된 투명 전극,
    상기 투명 전극 상에 형성된 유기막, 및
    상기 유기막 상에 형성되고, 상기 투명전극과 절연되며 상기 드레인 전극과 컨택되는 화소 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제2 절연막 및 상기 투명 전극에는 상기 드레인 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제1 콘택 홀이 형성되고,
    상기 유기막에는 상기 제1 콘택 홀 내에서 상기 드레인 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제2 콘택 홀이 형성되며,
    상기 투명전극은 상기 제1 콘택 홀이 형성된 영역을 제외하고 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 의해서 정의된 픽셀 영역 내에 전체적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1 콘택 홀은 상기 드레인 전극이 형성된 영역 내에서 상기 드레인 전극의 일부분을 노출시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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