KR101654762B1 - Method of manufacturing Liquid Crystal Display Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시소자 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 액정표시소자는 서로 수직 교차하여 복수 개의 화소를 정의하는 복수 개의 게이트 배선 및 데이터 배선과 상기 각 화소에 구비되는 박막트랜지스터를 포함하는 표시영역과, 상기 표시영역의 주변부에 형성되는 비표시영역과, 상기 비표시영역의 하단부에 형성되는 패드부와, 상기 데이터 배선 및 게이트 배선에서 연장되어 상기 패드부에 형성되는 데이터 링크배선 및 게이트 링크배선과, 상기 데이터 링크배선 및 게이트 링크배선의 끝단에 형성되는 데이터 패드 및 데이터 패드를 포함하는 액정표시소자에 있어서, 상기 데이터 패드 및 게이트 패드는 패드용 금속과, 상기 패드용 금속상에 적층 형성된 게이트 절연막 및 보호막과, 상기 게이트 절연막 및 보호막 사이에 형성되고, 상기 패드용 금속을 보호하는 더미패턴을 포함한다. The present invention relates to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, and a liquid crystal display device according to the present invention includes a plurality of gate wirings and data wirings that are perpendicular to each other to define a plurality of pixels, and thin film transistors A non-display area formed at a periphery of the display area; a pad part formed at a lower end of the non-display area; a data link wiring extending from the data wiring and the gate wiring and formed in the pad part; And a data pad and a data pad formed at an end of the data link wiring and the gate link wiring, wherein the data pad and the gate pad are formed of a metal for a pad, A gate insulating film and a protective film which are laminated, and a gate insulating film and a protective film Includes a dummy pattern for protecting the metal for the pad.
패드 pad
Description
본 발명은 액정표시소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display element and a method of manufacturing the same.
평판표시소자로서 최근 각광받고 있는 액정표시소자는 콘트라스트(contrast) 비가 크고, 계조 표시나 동화상 표시에 적합하며 전력소비가 작다는 장점 때문에 활발한 연구가 이루어지고 있다. Recently, a liquid crystal display device which has been widely spotlighted as a flat panel display device has been actively researched because of its advantage that it has a large contrast ratio, is suitable for gradation display and moving picture display, and has low power consumption.
특히, 얇은 두께로 제작될 수 있어 장차 벽걸이 TV와 같은 초박형 표시장치로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 무게가 가볍고, 전력소비도 CRT 브라운관에 비해 상당히 적어 배터리로 동작하는 노트북 컴퓨터의 디스플레이로 사용되는 등,차세대 표시장치로서 각광을 받고 있다. Particularly, it can be manufactured in a thin thickness and can be used not only as an ultra thin display device such as a wall-mounted TV but also as a display of a battery-operated notebook computer because the weight is light and the power consumption is considerably lower than that of a CRT cathode- And receives the spotlight as a next-generation display device.
이와 같은 액정표시소자는 크게 액정패널과 상기 액정패널의 패드부에 연결되는 FPC(Flexible Printed Circuit)등을 포함하여 이루어진다. Such a liquid crystal display device includes a liquid crystal panel and a flexible printed circuit (FPC) connected to a pad portion of the liquid crystal panel.
여기서, 액정패널은 표시가 이루어지는 표시영역과, 그 주변의 비표시영역으로 구분되며, 상기 비표시영역 중 하단에는 구동회로가 형성되는 패드부가 정의된다. Here, the liquid crystal panel is divided into a display region where display is performed and a non-display region around the display region, and a pad portion in which a driver circuit is formed at the lower end of the non-display region is defined.
또한 이러한 액정패널은 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 각 화소 영역에 박막트랜지스터(TFT)와 화소전극이 형성된 TFT 어레이 기판과, 컬러필터층과 공통전극이 형성된 컬러필터 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성되어, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하여 화상을 표시한다. 상기 TFT 어레이기판은 컬러필터 기판에 비해 상대적으로 크게 형성되는 데, 크게 형성된 부위가 패드부로 정의되며, 이 부위에 구동회로가 장착된다. The liquid crystal panel further includes a TFT array substrate on which TFTs and pixel electrodes are formed in respective pixel regions defined by gate wirings and data wirings, a color filter substrate on which color filter layers and common electrodes are formed, And a voltage is applied to the electrodes to rearrange the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer to adjust the amount of light transmitted to display an image. The TFT array substrate is formed relatively larger than the color filter substrate, and a largely formed portion is defined as a pad portion, and a driving circuit is mounted on the pad portion.
한편, 핸드폰 모니터 등에 이용되는 소형 액정표시소자의 경우, 패드부 영역의 크기를 최소화하기 위해 액정패널의 하단에 형성된 패드부에 게이트 패드부 및 데이터 패드부를 일괄 배치할 수도 있고, 액정패널의 패드부에 데이터 패드부만 형성하고, 게이트 패드부는 액정패널의 내부에 형성할 수도 있다. On the other hand, in the case of a small liquid crystal display device used for a mobile phone monitor or the like, the gate pad portion and the data pad portion may be collectively arranged in the pad portion formed at the lower end of the liquid crystal panel in order to minimize the size of the pad portion region, And the gate pad portion may be formed inside the liquid crystal panel.
이때, 상기와 같은 액정표시소자의 게이트 패드 및/또는 데이터 패드의 최상부는 보호막이 형성된다. At this time, a protective film is formed on the top of the gate pad and / or the data pad of the liquid crystal display device.
그러나, 보호막의 형성 후 진행되는 공정 작업시, 최상부층인 보호막 상에는스크래치(scratch)가 발생될 수 있으며, 보호막상에 형성된 스크래치는 기판의 핸들링(handling)이나 글래스 칩에 형성되는 이물로 인해 보호막에 데미지(damage)를 형성할 수 있고, 나아가 하부에 형성된 게이트 패드 및/또는 데이터 패드와 같은 패드용 금속을 노출시키고, 이는 더 나아가 패드용 금속까지 단선시키는 문제점이 있다. However, scratches may be formed on the protective film, which is the uppermost layer, during the process operation after the formation of the protective film, and scratches formed on the protective film may cause scratches on the protective film due to handling of the substrate, Damages can be formed, and further, a pad metal such as a gate pad and / or a data pad formed at the bottom is exposed, which further disadvantageously breaks the metal for the pad.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 패드용 금속의 단선을 방지하는 액정표시소자 및 그의 제조방법을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problems described above and to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that prevent disconnection of metal for a pad.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시소자는 서로 수직 교차하여 복수 개의 화소를 정의하는 복수 개의 게이트 배선 및 데이터 배선과 상기 각 화소에 구비되는 박막트랜지스터를 포함하는 표시영역과, 상기 표시영역의 주변부에 형성되는 비표시영역과, 상기 비표시영역의 하단부에 형성되는 패드부와, 상기 데이터 배선 및 게이트 배선에서 연장되어 상기 패드부에 형성되는 데이터 링크배선 및 게이트 링크배선과, 상기 데이터 링크배선 및 게이트 링크배선의 끝단에 형성되는 데이터 패드 및 데이터 패드를 포함하는 액정표시소자에 있어서, 상기 데이터 패드 및 게이트 패드는 패드용 금속과, 상기 패드용 금속상에 적층 형성된 게이트 절연막 및 보호막과, 상기 게이트 절연막 및 보호막 사이에 형성되고, 상기 패드용 금속을 보호하는 더미패턴을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including: a display region including a plurality of gate lines and data lines which are perpendicular to each other to define a plurality of pixels, A pad portion formed at a lower end of the non-display region; a data link wiring and a gate link wiring extending from the data wiring and the gate wiring and formed in the pad portion; A data pad and a data pad formed at the ends of the link wiring and the gate link wiring, wherein the data pad and the gate pad are formed of a metal for a pad, a gate insulating film and a protective film laminated on the pad metal, , A gate insulating film formed between the gate insulating film and the passivation film, It includes a dummy pattern.
상기 더미 패턴은 데이터용 금속 및 반도체층 패턴이 적층 형성되고, 상기 데이터용 금속 및 반도체층 패턴은 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극 및 반도체층 형성과 동시에 형성되고, 상기 데이터 패드는 상기 게이트 절연막 및 보호막을 관통하는 콘택홀을 통해 상기 패드용 금속과 상기 데이터 링크배선이 연결되는 연결배선을 포함한다. Wherein the data metal and the semiconductor layer pattern are formed at the same time as the drain electrode and the semiconductor layer of the thin film transistor are formed and the data pad is formed on the gate insulating film and the protective film And a connection wiring through which the pad metal and the data link wiring are connected through a contact hole passing therethrough.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법은 기 판 상에 제1 금속막을 형성한 후 패터닝하여, 박막트랜지스터 영역에 게이트 전극을 형성하고, 게이트 패드부 및 데이터 패드부 영역에 패드용 금속을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극 및 패드용 금속이 형성된 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막이 형성된 기판 상에 비정질실리콘(amorphous silicon)막, 불물 비정질 실리콘막 및 제2 금속막을 형성한 후 패터닝하여, 상기 박막트랜지스터 영역에 반도체층, 오믹콘택층, 소스전극 및 드레인 전극을 형성하고, 상기 게이트 패드부 및 데이터 패드부 영역에 반도체용 패턴 및 데이터용 금속이 적층된 더미 패턴을 형성하는 단계와, 상기 소스 및 드레인전극이 형성된 기판 상에 보호막을 형성하는 단계와, 상기 드레인 전극 및 데이터 패드부의 패드용 금속 상의 보호막을 제거하여, 상기 드레인 전극을 노출하는 드레인 콘택홀을 형성하는 단계와, 상기 보호막상에 제3 금속막을 형성한 후 패터닝하여 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극에 접속하는 화소전극을 형성하는 단계를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device, including: forming a first metal film on a substrate, patterning the first metal film, forming a gate electrode in the thin film transistor region, Forming a gate insulating film on the substrate on which the gate electrode and the pad metal are formed; forming a gate insulating film on the substrate on which the amorphous silicon film, the amorphous silicon film, And forming a second metal film and patterning the first metal film to form a semiconductor layer, an ohmic contact layer, a source electrode, and a drain electrode in the thin film transistor region, Forming a stacked dummy pattern, forming a protective film on the substrate on which the source and drain electrodes are formed Forming a drain contact hole exposing the drain electrode by removing a protective film of a metal for the pad of the drain electrode and the data pad portion; forming a third metal film on the protective film and patterning the third metal film, And forming a pixel electrode connected to the drain electrode through the gate electrode.
상기 드레인 전극을 노출하는 드레인 콘택홀의 형성 공정시, 상기 데이터 패드부의 패드용 금속을 노출하는 데이터 패드 콘택홀을 형성하는 단계가 동시에 진행되고, 상기 화소전극의 형성공정시, 상기 데이터 패드 콘택홀을 통해 데이터 패드부의 패드용 금속과 접속하는 연결전극을 형성하는 단계가 동시에 진행된다. A step of forming a data pad contact hole exposing the metal pad of the data pad portion is simultaneously performed in a process of forming a drain contact hole exposing the drain electrode, A step of forming a connection electrode for connecting to the metal pad of the data pad portion is performed at the same time.
이와 같은 본 발명에 따른 액정표시소자 및 그의 제조방법에 따르면, 보호막 하부에 더미패턴을 형성함으로써, 보호막 상에 스크래치가 발생되더라도 보호막하부에 게이트 절연막만 위치하여 패드용 금속이 노출되는 확률보다 3중막의 더미 패 턴 및 게이트 절연막이 위치하여 패드용 금속이 노출되는 확률이 줄어들고, 나아가 패드용 금속의 단선 또한 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.According to the liquid crystal display device and the method of manufacturing the same according to the present invention, a dummy pattern is formed under the protective film, so that even if scratches are generated on the protective film, only the gate insulating film is positioned below the protective film, The probability that the metal pad is exposed is reduced, and furthermore, disconnection of the pad metal can be prevented.
이하는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시소자의 평면도이다. 1 is a plan view of a liquid crystal display according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 액정 표시 소자는 크게 액정 패널(100)과 상기 액정 패널(100)의 패드부(114)에 연결된 FPC(Flexible Printed Circuit)(140) 및 상기 FPC(140)와 연결된 시스템(미도시)을 포함하여 이루어진다. 1, the liquid crystal display of the present invention mainly includes a
여기서, 상기 액정 패널(100)은 표시가 이루어지는 표시 영역(112)과, 그 주변의 비표시 영역(116)으로 구분되며, 상기 비표시 영역(116) 중 하단에는 구동 회로(180)가 형성되는 패드부(114)가 정의된다. Here, the
이러한 액정 패널(100)은 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 하부의 박막트랜지스터 기판(110)과, 이와 대향되어 상부에 형성되며 컬러필터 어레이가 형성되는 컬러필터 기판(120) 및 상기 박막트랜지스터 기판(110)과 컬러필터 기판(120) 사이에 충진된 액정층(미도시)을 포함한다. The
상기 액정 패널(100)을 이루는 박막트랜지스터 기판(110) 및 컬러필터 기판(120) 중, 상기 박막트랜지스터 기판(110)이 상기 컬러필터 기판(120)에 비해 상대적으로 크게 형성되는데, 이때, 크게 형성되는 면적이 패드부(114)로 정의된다. The thin
상기 표시 영역(112)에는 서로 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 복 수개의 게이트 배선(102)과, 데이터 배선(104)이 형성되며, 상기 화소 영역에는 화소 전극(105)이 형성된다. 그리고, 상기 게이트 배선(102)과 데이터 배선(104)의 교차영역에는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다. 이때의 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 배선(102)에서 돌출된 게이트 전극, 데이터 배선(104)에서 돌출된 소오스 전극과, 이와 이격된 드레인 전극과, 상기 게이트 전극과 소오스/드레인 전극 사이의 층간에 형성된 반도체층(미도시)으로 이루어진다. A plurality of
한편, 상기 패드부(114)에는 상기 게이트 배선(102) 및 데이터 배선(104) 등에 신호를 인가하는 구동 회로(드라이브 IC, 180)가 형성되며, 상기 구동 회로(180)는 표시 영역(112)의 상기 복수 개의 게이트 배선(102) 및 데이터 배선(104)과, 비표시 영역(116)에서 각각 게이트 링크 배선(131) 및 데이터 링크 배선(132)을 통해 연결되어 있고, 게이트 링크배선(131) 및 데이터 링크배선(132)의 끝단에는 게이트 패드 및 데이터 패드가 형성된다. A
한편, 핸드폰 모니터 등에 이용되는 소형 액정표시소자의 경우, 패드부 영역의 크기를 최소화하기 위해 액정패널의 하단에 형성된 패드부에 게이트 패드부 및 데이터 패드부를 일괄 배치할 수도 있고, 액정패널의 패드부에 데이터 패드부만 형성하고, 게이트 패드부는 액정패널의 내부에 형성할 수도 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시소자는 액정패널의 하단에 형성된 패드부에 데이터 패드부만을 형성하고, 게이트 패드부는 액정패널의 내부에 형성한다. 이때, 데이터 패드부는 게이트 패드부와 동일한 구조로 형성되며, 데이터 배선(104) 및 데이터 링크배선(132)와 연결되기 위해 연결전극(24b)이 더 구비된다. On the other hand, in the case of a small liquid crystal display device used for a mobile phone monitor or the like, the gate pad portion and the data pad portion may be collectively arranged in the pad portion formed at the lower end of the liquid crystal panel in order to minimize the size of the pad portion region, The liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention may have a structure in which only the data pad portion is formed in the pad portion formed at the lower end of the liquid crystal panel, Part is formed inside the liquid crystal panel. At this time, the data pad portion is formed in the same structure as the gate pad portion, and the
본 발명에 따른 게이트 패드부 및 데이터 패드부는 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(10)상에 패드용 금속(12b)가 형성되고, 패드용 금속(12b)상에 게이트 절연막(13) 및 보호막(20)이 형성되고, 게이트 절연막(13) 및 보호막(20)사이에 형성되고, 패드용 금속(12b)를 보호하기 위한 더미패턴(30)이 더 구비된다. 2, the gate pad portion and the data pad portion according to the present invention include a
단, 게이트 패드부와 데이터 패드부는 동일한 구조를 가지되, 데이터 패드부는 게이트 절연막(13) 및 보호막(20)을 관통하는 콘택홀(22b)를 통해 노출된 패드용 금속(12b)과 상기 데이터 배선(104) 및 데이터 링크배선(132)와 연결하는 연결전극(24b)이 더 구비된다. The gate pad portion and the data pad portion have the same structure and the data pad portion includes the
상기 더미패턴(30)은 박막트랜지스터의 드레인 전극 및 반도체층의 형성과 동시에 형성된 데이터용 금속(18c) 및 반도체용 패턴(14b, 16c)이 적층형성되며, 인접한 금속과 연결관계가 없는 플로팅(floating) 패턴이다. The
이와 같이, 상기 보호막(20) 하부에 더미패턴(30)을 형성함으로써, 보호막 상에 스크래치가 발생되더라도 보호막하부에 게이트 절연막만 위치하여 패드용 금속이 노출되는 확률보다 3중막의 더미 패턴(30) 및 게이트 절연막이 위치하여 패드용 금속이 노출되는 확률이 줄어들고, 나아가 패드용 금속의 단선 또한 방지할 수 있게 된다. By forming the
이와 같은 액정표시소자의 제조방법을 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하고자 한다. A method for manufacturing such a liquid crystal display device will be described in detail with reference to the drawings.
도 3a 및 도 4a 내지 도 3f 및 도 4f는 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법을 도시한 공정 순서도이다. 3A and 4A to 3F and 4F are process flow diagrams illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention.
도 3a 내지 도 3f는 4개의 마스크를 적용한 박막 트랜지스터(TFT)영역의 단면을 도시하고, 도 4a 내지 도 4f는 4개의 마스크를 적용한 데이터 패드부영역을 단면을 도시하고 있다. FIGS. 3A to 3F show cross sections of a thin film transistor (TFT) region to which four masks are applied, and FIGS. 4A to 4F show cross sections of a data pad region to which four masks are applied.
먼저, 도 3a 및 도 4a에 도시한 바와 같이 기판(10) 상에 제1 금속막을 증착한 다음 제1 마스크(미도시)를 적용한 사진식각을 통해 패터닝하여, 박막트랜지스터 영역에 게이트 전극(12a) 및 게이트 패드부 및 데이터 패드부영역에 패드용 금속(12b)를 형성한다. First, as shown in FIGS. 3A and 4A, a first metal film is deposited on a
그리고, 도 3b 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 전극(12a) 및 데이터 패드(12b)이 형성된 기판(10) 상에는 절연물질을 전면 증착하여 게이트 절연막(13)을 형성한다. As shown in FIGS. 3B and 4B, on the
그리고, 도 3c 및 도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 절연막(13) 상에는 비정질실리콘(amorphous silicon)막, 불순물 비정질 실리콘막, 제2 금속막을 증착한 다음 제2 마스크(미도시)를 적용한 사진식각을 통해 패터닝하여, 박막트랜지스터 영역에 반도체층(14a), 오믹콘택층(16a) 및 소스전극(18a) 및 드레인 전극(18b)을 형성하고, 게이트 패드부 및 데이터 패드부영역에 반도체용 패턴(14b, 16c) 및 제2 금속막으로 형성된 데이터용 금속(18c)이 적층된 더미 패턴(30)을 형성한다. 3C and 4C, on the gate
그리고, 도 3d 및 도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극(18a, 18b)가 형성된 기판(10) 상에 보호막(20)을 전면 증착한다. 3D and 4D, the
이어, 도 3e 및 도 4e에 도시한 바와 같이, 상기 드레인 전극(18b) 및 데이 터 패드부의 패드용 금속(12b) 상의 보호막(20) 일부를 제3 마스크(미도시)를 통해 선택적으로 식각하여, 드레인 전극(18b)의 일부 및 데이터 패드부의 패드용 금속(12b)가 노출되는 드레인 콘택홀(22a) 및 데이터 패드 콘택홀(22b)을 형성한다. 3E and 4E, a part of the
그리고, 도 3f 및 도 4f에 도시한 바와 같이, 상기 보호막(20) 상에 투명 전극물질을 증착한 다음 제4 마스크(미도시)를 통해 패터닝하여 화소전극(24a) 및 연결전극(24b)을 형성하며, 화소전극(24a)이 상기 드레인 콘택홀(22a)을 통해 드레인 전극(18b)에 접속되도록 형성하고, 연결전극(24b)이 상기 데이터 패드 콘택홀(22b)을 통해 데이터 패드(12b)에 접속되도록 형성함으로써, 본 공정을 완료한다. Then, as shown in FIGS. 3F and 4F, a transparent electrode material is deposited on the
이와 같이, 상기 보호막(20) 하부에 더미패턴(30)을 형성함으로써, 보호막 상에 스크래치가 발생되더라도 보호막하부에 게이트 절연막만 위치하여 패드용 금속이 노출되는 확률보다 3중막의 더미 패턴(30) 및 게이트 절연막이 위치하여 패드용 금속이 노출되는 확률이 줄어들고, 나아가 패드용 금속의 단선 또한 방지할 수 있게 된다. By forming the
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시소자의 평면도1 is a plan view of a liquid crystal display according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 Fig. 2 is a cross-
도 2a 및 도 3a 내지 도 2f 및 도 3f는 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법을 도시한 공정 순서도FIGS. 2A and 3A to 2F and 3F are flow charts showing a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention.
Claims (7)
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2009
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