KR101818457B1 - Thin film transistor substrate and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 데이터 라인과 공통 전극이 접속하는 것을 방지할 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 박막 트랜지스터 기판은, 기판; 기판 상에 화소 영역을 정의하게 위해 서로 수직하게 배열되는 게이트 라인과 데이터 라인 및 상기 게이트 라인과 평행하게 배열된 공통 라인; 상기 게이트 라인들과 접속된 게이트 전극, 상기 데이터 라인과 접속된 소스 전극, 상기 소스 전극과 마주보도록 형성된 드레인 전극, 상기 게이트 전극과 게이트 절연막을 사이에 두고 중첩되도록 형성된 액티브층을 포함하는 박막 트랜지스터와; 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 형성되며, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 화소 콘택홀과 상기 공통 라인을 노출시키는 공통 콘택홀을 포함하는 제 1, 제 2, 제 3 보호막; 상기 제 2 보호막 상에 형성된 공통 전극; 상기 제 3 보호막 상에 형성되어 상기 화소 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되는 화소 전극; 및 상기 제 2 보호막 상에 형성되어 상기 공통 콘택홀을 통해 상기 공통 전극과 상기 공통 라인을 접속시키는 연결 전극을 포함한다.The present invention relates to a thin film transistor substrate capable of preventing a data line from being connected to a common electrode, and a method of manufacturing the thin film transistor substrate. A gate line and a data line arranged perpendicularly to each other to define a pixel region on the substrate, and a common line arranged in parallel with the gate line; A thin film transistor including a gate electrode connected to the gate lines, a source electrode connected to the data line, a drain electrode formed to face the source electrode, and an active layer formed to overlap the gate electrode with a gate insulating film interposed therebetween, ; A first, a second, and a third protective films formed to cover the thin film transistors and including a pixel contact hole exposing a drain electrode of the thin film transistor and a common contact hole exposing the common line; A common electrode formed on the second protective film; A pixel electrode formed on the third passivation layer and connected to the drain electrode through the pixel contact hole; And a connection electrode formed on the second protective film and connecting the common electrode and the common line through the common contact hole.
Description
본 발명은 박막 트랜지스터 기판에 관한 것으로 특히, 데이터 라인과 공통 전극이 접속되는 것을 방지할 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film transistor substrate, and more particularly, to a thin film transistor substrate and a method of manufacturing the same that can prevent a data line and a common electrode from being connected to each other.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다.(PDP), Electro Luminescent Display (ELD), Vacuum Fluorescent (VFD), and the like have been developed in recent years in response to the demand for display devices. Display) have been studied, and some of them have already been used as display devices in various devices.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으로 인하여 이동형 화상 표시 장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 액정 표시 장치가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비젼 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.Among them, liquid crystal display devices are mostly used in place of CRT (Cathode Ray Tube) for the purpose of portable image display devices because of their excellent image quality, light weight, thinness and low power consumption, But also various kinds of monitors such as a television and a computer monitor receiving and displaying a broadcast signal in addition to the use of the same mobile type.
이러한 액정 표시 장치는 컬러 필터 어레이가 형성된 컬러 필터 기판, 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 박막 트랜지스터 기판 및 컬러 필터 기판과 박막 트랜지스터 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 이루어진다.Such a liquid crystal display device includes a color filter substrate on which a color filter array is formed, a thin film transistor substrate on which a thin film transistor array is formed, and a liquid crystal layer formed between the color filter substrate and the thin film transistor substrate.
컬러 필터 기판은 컬러 구현을 위한 컬러 필터 및 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스가 형성된다. 그리고, 박막 트랜지스터 기판에는 데이터 신호가 개별적으로 공급되는 다수의 화소 전극이 매트릭스 형태로 형성된다. 또한 박막 트랜지스터 기판에는 다수의 화소 전극을 개별적으로 구동하기 위한 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터를 제어하는 게이트 라인 및 박막 트랜지스터에 데이터 신호를 공급하는 데이터 라인이 형성된다.The color filter substrate is formed with a color filter for color implementation and a black matrix for light leakage prevention. A plurality of pixel electrodes, to which data signals are individually supplied, are formed in a matrix form on the thin film transistor substrate. Further, a thin film transistor for driving a plurality of pixel electrodes individually, a gate line for controlling the thin film transistor, and a data line for supplying a data signal to the thin film transistor are formed on the thin film transistor substrate.
액정 표시 장치에서 가장 많이 사용되는 대표적인 구동 모드(Mode)는 액정 방향자가 90°트위스트 되도록 배열한 후 전압을 가하여 액정 방향자를 제어하는 TN(Twisted Nematic) 모드와, 한 기판 상에 나란하게 배열된 화소 전극과 공통 전극 간의 수평 전계에 의해 액정이 구동되는 횡전계(In-Plane Switching Mode) 모드 등이 있다.A typical driving mode most commonly used in a liquid crystal display device is a TN (Twisted Nematic) mode in which a liquid crystal director is arranged so as to be twisted by 90 ° and then a voltage is applied to control the liquid crystal director, And a transverse electric field (In-Plane Switching Mode) mode in which the liquid crystal is driven by a horizontal electric field between the electrode and the common electrode.
횡전계 모드는 화소 전극과 공통 전극을 박막 트랜지스터 기판의 개구부에 서로 교번하도록 형성하여, 화소 전극과 공통 전극 사이에 발생하는 횡전계에 의해 액정이 배향되도록 한 것이다. 그런데, 횡전계 모드 액정 표시 장치는 시야각은 넓으나 개구율 및 투과율이 낮으므로, 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 프린지 전계(Fringe Field Switching; FFS) 모드 액정 표시 장치가 제안되었다.In the transverse electric field mode, the pixel electrode and the common electrode are alternately formed in the opening of the thin film transistor substrate so that the liquid crystal is aligned by the transverse electric field generated between the pixel electrode and the common electrode. However, since the transverse electric field mode liquid crystal display device has a wide viewing angle but low aperture ratio and transmittance, a fringe field switching (FFS) mode liquid crystal display device has been proposed in order to solve the above problems.
프린지 전계 모드 액정 표시 장치는 화소 영역에 통전극 형태의 공통 전극을 형성하고 공통 전극 상에 슬릿 형태로 복수개의 화소 전극을 형성하거나, 반대로 화소 전극을 통전극 형태로 형성하고 공통 전극을 복수개의 슬릿 형태로 형성함으로써, 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성되는 프린지 전계에 의해 액정 분자를 동작시킨다.A fringe field-effect mode liquid crystal display device has a structure in which a common electrode in the form of a tubular electrode is formed in a pixel region and a plurality of pixel electrodes are formed in a slit shape on a common electrode, The liquid crystal molecules are operated by a fringe electric field formed between the pixel electrode and the common electrode.
여기서, 프린지 전계 모드 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 살펴보면, 제1 마스크를 이용해서 게이트 라인, 게이트 전극 및 공통 라인을 형성하는 단계, 제 2 마스크를 이용해서 액티브층을 형성하는 단계, 제 3 마스크를 이용해서 소스, 드레인 전극을 형성하는 단계, 제 4 마스크를 이용해서 화소 콘택홀과 공통 라인을 노출시키는 콘택홀을 포함하는 제 1 보호막을 형성하는 단계, 제 5 마스크를 이용하여 제 1 보호막 상에 형성되며 공통 라인과 접속하는 공통 전극을 형성하는 단계, 제 6 마스크를 이용하여 공통 전극 상에 화소 콘택홀을 노출시키는 제 2 보호막을 형성하는 단계, 제 7 마스크를 이용하여 화소 콘택홀을 통해 드레인 전극과 접속하며 제 2 보호막을 사이에 두고 공통 전극과 프린지 전계를 생성하는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.Here, the manufacturing method of the fringe field effect mode thin film transistor substrate includes the steps of forming the gate line, the gate electrode and the common line using the first mask, forming the active layer using the second mask, Forming a first protective film including a contact hole for exposing a pixel contact hole and a common line by using a fourth mask, forming a source / drain electrode on the first protective film by using a fifth mask, Forming a common electrode to be connected to a common line, forming a second protective film exposing a pixel contact hole on the common electrode using a sixth mask, Forming a pixel electrode that is connected to the electrode and generates a fringe electric field with a common electrode across the second protective film; All.
그런데, 상술한 바와 같이 공통 라인과 공통 전극은 제 1 보호막을 선택적으로 제거하여 형성된 콘택홀을 통해 접속되는데, 제 1 보호막을 선택적으로 제거하기 위해 에칭(Etching) 공정을 수행할 때, 데이터 라인이 노출될 수 있다.However, as described above, the common line and the common electrode are connected through the contact hole formed by selectively removing the first protective film. When the etching process is performed to selectively remove the first protective film, Can be exposed.
도 1a 내지 도 1d는 데이터 라인이 노출되는 것을 도시하는 공정 단면도이며, 도 2는 노출된 데이터 라인의 광학 사진이다.FIGS. 1A to 1D are process cross-sectional views showing the data line exposed, and FIG. 2 is an optical photograph of the exposed data line.
도 1a와 같이, 기판(10) 상에 게이트 라인(미도시)과 공통 라인(미도시)을 형성하고, 게이트 라인(미도시)과 공통 라인(미도시)을 포함한 기판(10) 전면에 게이트 절연막(20)을 형성한다. 그리고, 게이트 절연막(20) 상에 데이터 라인(DL)을 형성하고, 데이터 라인(DL)을 포함한 게이트 절연막(20) 전면에 제 1, 제 2 보호막(50, 60)을 형성하며, 제 2 보호막(60)은 감광성 수지로 형성되어 노광되지 않은 영역은 제거된다. 이 때, 데이터 라인(DL)에 대응되는 제 2 보호막(60) 상에 이물이 위치하면, 이물에 의해 노광되지 않은 영역의 제 2 보호막(60)이 도 1b와 같이 제거되어 홀(60a)이 형성된다. 공통 라인(미도시)을 노출시키기 위해 제 1 보호막(50)을 에칭(Etching)할 때, 도 1c 및 도 2와 같이, 데이터 라인(DL)이 노출된다.1A, a gate line (not shown) and a common line (not shown) are formed on a
그리고, 제 2 보호막(60) 상에 공통 라인(미도시)과 접속하는 공통 전극(70)을 형성할 때, 도 2와 같이, 노출된 데이터 라인(DL)과 공통 전극(70)이 접속하는 불량이 발생하여 박막 트랜지스터 기판의 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생한다.When the
특히, 프린지 전계 모드 박막 트랜지스터 기판은 공통 전극 또는 화소 전극이 통전극 형태로 형성되므로 데이터 라인과 공통 전극이 접속하는 불량을 검출하는 것뿐만 아니라 리페어(Repair)하는 데에도 많은 어려움이 있으며, 고해상도 모델의 경우 화소 영역의 사이즈가 작기 때문에, 데이터 부하가 증가하여 공통 전극의 리플(Ripple)에 의해 화질이 저하되는 문제점이 발생한다.In particular, since the fringe field effect mode thin film transistor substrate is formed in the form of a common electrode or a pixel electrode in the form of a tubular electrode, there are many difficulties in repairing not only the defect connecting the data line and the common electrode, A problem arises in that the data load is increased and the image quality is lowered due to the ripple of the common electrode because the size of the pixel region is small.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 화소 전극을 형성할 때 공통 라인과 공통 전극을 접속시키는 연결 전극을 형성함으로써, 공통 전극과 데이터 라인이 접속하는 것을 방지할 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a thin film transistor which can prevent a common electrode from being connected to a data line by forming a connection electrode for connecting a common line and a common electrode when forming a pixel electrode, A substrate, and a method of manufacturing the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 박막 트랜지스터 기판은, 기판; 기판 상에 화소 영역을 정의하게 위해 서로 수직하게 배열되는 게이트 라인과 데이터 라인 및 상기 게이트 라인과 평행하게 배열된 공통 라인; 상기 게이트 라인들과 접속된 게이트 전극, 상기 데이터 라인과 접속된 소스 전극, 상기 소스 전극과 마주보도록 형성된 드레인 전극, 상기 게이트 전극과 게이트 절연막을 사이에 두고 중첩되도록 형성된 액티브층을 포함하는 박막 트랜지스터와; 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 형성되며, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 화소 콘택홀과 상기 공통 라인을 노출시키는 공통 콘택홀을 포함하는 제 1, 제 2, 제 3 보호막; 상기 제 2 보호막 상에 형성된 공통 전극; 상기 제 3 보호막 상에 형성되어 상기 화소 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되는 화소 전극; 및 상기 제 2 보호막 상에 형성되어 상기 공통 콘택홀을 통해 상기 공통 전극과 상기 공통 라인을 접속시키는 연결 전극을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a thin film transistor substrate comprising: a substrate; A gate line and a data line arranged perpendicularly to each other to define a pixel region on the substrate, and a common line arranged in parallel with the gate line; A thin film transistor including a gate electrode connected to the gate lines, a source electrode connected to the data line, a drain electrode formed to face the source electrode, and an active layer formed to overlap the gate electrode with a gate insulating film interposed therebetween, ; A first, a second, and a third protective films formed to cover the thin film transistors and including a pixel contact hole exposing a drain electrode of the thin film transistor and a common contact hole exposing the common line; A common electrode formed on the second protective film; A pixel electrode formed on the third passivation layer and connected to the drain electrode through the pixel contact hole; And a connection electrode formed on the second protective film and connecting the common electrode and the common line through the common contact hole.
상기 제 2 보호막은 감광성 수지로 형성된다.The second protective film is formed of a photosensitive resin.
상기 화소 전극, 공통 전극 및 연결 전극은 투명 전도성 물질로 형성된다.The pixel electrode, the common electrode, and the connection electrode are formed of a transparent conductive material.
상기 공통 전극은 상기 제 2 보호막 상에만 형성된다.And the common electrode is formed only on the second protective film.
상기 공통 콘택홀은 상기 공통 전극의 일부 영역을 노출시킨다.The common contact hole exposes a part of the common electrode.
상기 연결 전극은 상기 공통 콘택홀을 통해 노출된 공통 전극을 덮도록 형성된다.The connection electrode is formed to cover the common electrode exposed through the common contact hole.
또한, 동일 목적을 달성하기 위한 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은, 기판 상에 금속층을 형성하고 상기 금속층을 패터닝하여 게이트 라인, 게이트 전극 및 공통 라인을 형성하는 단계; 상기 게이트 라인, 게이트 전극 및 공통 라인을 포함한 상기 기판 전면에 게이트 절연막을 형성하고, 상기 게이트 전극에 대응되는 상기 게이트 절연막 상에 반도체층과 오믹콘택층이 차례로 적층된 구조의 액티브층을 형성하는 단계; 상기 액티브층을 포함한 상기 게이트 절연막 전면에 금속층을 형성하고, 상기 금속층을 패터닝하여 소스, 드레인 전극 및 데이터 라인을 형성하는 단계; 상기 소스, 드레인 전극 및 데이터 라인을 포함한 상기 게이트 절연막 전면에 제 1, 제 2 보호막을 형성하고, 상기 제 2 보호막을 선택적으로 제거하여 각각 상기 드레인 전극과 상기 공통 라인에 대응되는 상기 제 1 보호막을 노출시키는 단계; 상기 제 2 보호막 상에 공통 전극을 형성하고, 상기 공통 전극을 포함한 상기 제 2 보호막 전면에 제 3 보호막을 형성하는 단계; 상기 드레인 전극에 대응되는 상기 제 1, 제 3 보호막을 제거하여 상기 드레인 전극을 노출시키는 화소 콘택홀을 형성하고, 상기 공통 라인에 대응되는 상기 게이트 절연막, 제 1, 제 3 보호막을 제거하여 상기 공통 라인을 노출시키는 공통 콘택홀을 형성하는 단계; 및 상기 제 3 보호막 상에 상기 화소 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속하는 화소 전극을 형성하고, 동시에 상기 공통 콘택홀을 통해 상기 공통 전극과 공통 라인을 접속시키는 연결 전극을 형성하는 단계를 포함한다.In addition, a method of manufacturing a thin film transistor substrate for achieving the same object includes: forming a metal layer on a substrate and patterning the metal layer to form a gate line, a gate electrode, and a common line; Forming a gate insulating film on the entire surface of the substrate including the gate line, the gate electrode, and the common line, and forming an active layer having a structure in which a semiconductor layer and an ohmic contact layer are sequentially stacked on the gate insulating film corresponding to the gate electrode ; Forming a metal layer on the entire surface of the gate insulating film including the active layer and patterning the metal layer to form a source, a drain electrode, and a data line; Forming first and second protective films on the entire surface of the gate insulating film including the source electrode, the drain electrode and the data line, selectively removing the second protective film to form the first protective film corresponding to the drain electrode and the common line, Exposing; Forming a common electrode on the second protective film and forming a third protective film on the entire surface of the second protective film including the common electrode; The gate electrode, the first and the third protective films corresponding to the common lines are removed to form the common electrode, Forming a common contact hole exposing the line; And forming a pixel electrode connected to the drain electrode through the pixel contact hole on the third protective film and forming a connection electrode connecting the common line and the common electrode through the common contact hole .
상기 제 2 보호막을 감광성 수지로 형성한다.The second protective film is formed of a photosensitive resin.
상기 공통 전극을 상기 제 2 보호막 상에만 형성한다.And the common electrode is formed only on the second protective film.
상기 공통 콘택홀을 상기 공통 전극의 일부 영역을 노출시키도록 형성한다.The common contact hole is formed to expose a part of the common electrode.
상기 연결 전극을 상기 공통 콘택홀을 통해 노출된 상기 공통 전극을 덮도록 형성한다.And the connection electrode is formed to cover the common electrode exposed through the common contact hole.
상기와 같은 본 발명의 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법은 화소 전극을 형성할 때 공통 라인과 공통 전극을 접속시키는 연결 전극을 형성함으로써, 공통 전극과 데이터 라인이 접속하는 것을 방지함으로써 박막 트랜지스터 기판의 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The thin film transistor substrate and the method of manufacturing the same according to the present invention can prevent the common electrode from being connected to the data line by forming the connection electrode connecting the common line and the common electrode when forming the pixel electrode, And reliability can be improved.
도 1a 내지 도 1d는 데이터 라인이 노출되는 것을 도시하는 공정 단면도.
도 2는 노출된 데이터 라인의 광학 사진.
도 3a는 본 발명의 박막 트랜지스터 기판의 평면도.
도 3b는 도 3a에 도시된 박막 트랜지스터 기판을 Ⅰ-Ⅰ', Ⅱ-Ⅱ', Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 절단한 단면도.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 박막 트랜지스터 기판의 공정 평면도.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 박막 트랜지스터 기판의 공정 단면도.Figures 1A-1D are process cross-sectional views illustrating the exposure of a data line.
Figure 2 is an optical photograph of an exposed data line.
3A is a plan view of a thin film transistor substrate of the present invention.
FIG. 3B is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate shown in FIG. 3A taken along lines I-I ', II-II', and III-III '.
4A to 4G are process plan views of the thin film transistor substrate of the present invention.
5A to 5G are process sectional views of a thin film transistor substrate of the present invention.
이하, 본 발명의 박막 트랜지스터 기판을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the thin film transistor substrate of the present invention will be described.
도 3a는 본 발명의 박막 트랜지스터 기판의 평면도이며, 도 3b는 도 3a에 도시된 박막 트랜지스터 기판을 Ⅰ-Ⅰ', Ⅱ-Ⅱ', Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 절단한 단면도이다.3A is a plan view of the thin film transistor substrate of the present invention, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate shown in FIG. 3A taken along lines I-I ', II-II' and III-III '.
도 3a와 3b를 참조하면, 본 발명의 박막 트랜지스터 기판은, 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)의 교차 영역에 형성된 박막 트랜지스터와, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하여 정의된 화소 영역에 형성된 화소 전극(190a)과, 화소 전극(190)과 프린지 필드를 형성하는 공통 전극(170)과, 게이트 라인(GL)과 접속된 게이트 패드(GP)와, 데이터 라인(DL)과 접속된 데이터 패드(DP)를 포함하며, 도시하지는 않았으나, 공통 라인(CL)과 접속된 공통 패드를 포함한다.3A and 3B, a thin film transistor substrate according to the present invention includes a thin film transistor formed at an intersection region of a gate line GL and a data line DL, and a thin film transistor formed at intersections of the gate line GL and the data line DL A
박막 트랜지스터는 게이트 라인(GL)에 공급되는 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)에 공급되는 화소 신호가 화소 전극(190a)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위해 박막 트랜지스터는 게이트 전극(110a), 소스 전극(140a), 드레인 전극(140b), 반도체층(130a) 및 오믹 콘택층(130b)을 포함한다.The thin film transistor causes the
게이트 전극(110a)은 게이트 라인(GL)으로부터의 스캔 신호가 공급되도록 게이트 라인(GL)에서 돌출 형성되며, 도면에서는 게이트 전극(110a)이 게이트 라인(GL)의 일측에서 돌출 형성되지 않고 게이트 라인(GL)의 일부 영역으로 정의되는 것을 도시하였다.The
소스 전극(140a)은 데이터 라인(DL)과 접속되어 데이터 라인(DL)의 화소 신호를 공급받는다. 그리고, 드레인 전극(140b)은 반도체층(130a)의 채널을 사이에 두고 소스 전극(140a)과 마주하도록 형성되어 데이터 라인(DL)으로부터의 화소 신호를 화소 전극(190a)에 공급한다.The
반도체층(130a)은 산화 실리콘(SiOx), 질화 실리콘(SiNx) 등과 같은 무기 절연 물질로 형성된 게이트 절연막(120)을 사이에 두고 게이트 전극(110a)과 중첩된다. 그리고, 반도체층(130a) 상에 형성된 오믹 콘택층(130b)은 소스, 드레인 전극(140a, 140b)과 반도체층(130a) 사이의 전기 접촉 저항을 감소시키는 역할을 한다. 그리고, 소스, 드레인 전극(140a, 140b)의 이격된 구간에 대응되는 영역이 제거되어 채널이 형성된다.The
제 2 보호막(160)은 노광되지 않은 영역이 제거되는 네가티브(Negative)형 감광성 수지 또는 노광된 영역이 제거되는 포지티브(Positive)형 감광성 수지로 형성된다. 네가티브형 감광성 수지는 아크릴(Acryl) 계열, 벤조시클로부탄(BenzoCycloButane; BCB) 및 폴리이미드(Polyimide)와 같은 수지에 네거티브형 감광제를 혼입하여 형성된 것으로, 공통 라인(CL)에 대응되는 제 1 보호막(150)을 노출시키는 제 3 공통 콘택홀(160b)을 포함한다.The second
특히, 네가티브형 감광성 수지로 보호막을 형성할 경우, 포지티브형 감광성 수지에 비해 광 투과율을 향상시킬 수 있으므로 고휘도를 달성할 수 있다. 또한, 네가티브형 감광성 수지는 유전율이 낮아 공통 전극(170)과 데이터 라인(DL)이 중첩되어 야기되는 기생 용량이 줄어든다.Particularly, when a protective film is formed of a negative photosensitive resin, light transmittance can be improved as compared with a positive photosensitive resin, and high brightness can be achieved. In addition, since the negative photosensitive resin has a low dielectric constant, the parasitic capacitance caused by overlapping the
제 2 보호막(160) 상에 형성된 공통 전극(170)은 틴 옥사이드(Tin Oxide: TO), 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide: ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide: IZO), 인듐 틴 징크 옥사이드(Indium Tin Zind Oxide: ITZO) 등과 같은 투명 전도성 물질로 형성된다.The
공통 전극(170)은 제 2 보호막(160) 상에만 통전극 형태로 형성되는데, 공통 라인(CL)과 직접 접속되지 않고, 게이트 절연막(120)과 제 1, 제 2 보호막(150, 160)에 각각 형성된 제 1, 제 2, 제 3 공통 콘택홀(120a, 150b, 160b)을 따라 형성된 연결 전극(190b)을 통해 공통 라인(CL)과 전기적으로 접속하여 공통 전압을 공급받는다.The
연결 전극(190b)은 화소 전극(190a)과 동시에 형성되며, 제 3 화소 콘택홀(180a)과 제 4 공통 콘택홀(180b)이 형성된 제 3 보호막(180) 전면에 틴 옥사이드(Tin Oxide: TO), 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide: ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide: IZO), 인듐 틴 징크 옥사이드(Indium Tin Zind Oxide: ITZO) 등으로 투명 전도성 물질층을 형성하고, 이를 패터닝하여 형성된다. 동시에 드레인 전극(140b)과 전기적으로 접속되는 복수개의 슬릿 형태의 화소 전극(190a)이 형성된다.The
즉, 제 3 보호막(180)의 제 4 공통 콘택홀(180b)은 공통 전극(170)의 일부를 노출시키므로, 투명 전도성 물질이 제 1, 제 2, 제 3 공통 콘택홀(120a, 150b, 160b)내부와 노출된 공통 전극(170) 일부 영역 상에도 형성된다. 특히, 연결 전극(190b)이 제 4 공통 콘택홀(180b)을 통해 노출된 공통 전극(170)의 일부 영역을 덮도록 형성되어 공통 전극(170)과 연결 전극(190b)의 접촉 특성이 향상된다.That is, since the fourth
화소 전극(190a)은 제 1, 제 2, 제 3 보호막(150, 160, 180)에 각각 형성된 제 1, 제 2, 제 3 화소 콘택홀(160a, 170a, 180a)을 드레인 전극(140b)과 통해 접속되어, 박막 트랜지스터를 통해 데이터 라인(DL)으로부터의 화소 신호를 공급받는다. 이로써 화소 전극(190a)은 제 3 보호막(180)을 사이에 두고 공통 전극(170)과 중첩되어 프린지 필드를 형성한다.The
프린지 필드에 의해 박막 트랜지스터 기판과 컬러 필터 기판 사이에서 수평 방향으로 배열된 액정 분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 된다. 그리고, 액정 분자들의 회전 정도에 따라 화소 영역을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 화상이 구현된다.The liquid crystal molecules arranged in the horizontal direction between the thin film transistor substrate and the color filter substrate are rotated by the dielectric anisotropy by the fringe field. An image is realized by changing the light transmittance through the pixel region according to the degree of rotation of the liquid crystal molecules.
그리고, 게이트 패드(GP)는 게이트 드라이버(미도시)로부터 스캔 신호를 게이트 라인(GL)에 공급한다. 게이트 패드(GP)는 게이트 라인(GL)과 접속된 게이트 패드 하부 전극(110b)과, 게이트 절연막(120)과 제 1 내지 제 3 보호막(150, 160, 180)을 관통하는 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 게이트 콘택홀(120b, 150c, 160c, 180c)을 통해 게이트 패드 하부 전극(110b)과 접속된 게이트 패드 상부 전극(190c)을 포함한다.The gate pad GP supplies a scan signal to the gate line GL from a gate driver (not shown). The gate pad GP includes a gate pad
또한, 데이터 패드(DP)는 데이터 드라이버(미도시)로부터의 화소 신호를 데이터 라인(DL)에 공급한다. 데이터 패드(DP)는 데이터 라인(GL)과 접속된 데이터 패드 하부 전극(140c)과, 제 1 내지 제 3 보호막(150, 160, 180)을 관통하는 제 1, 제 2, 제 3 데이터 콘택홀(150d, 160d, 180d)을 통해 데이터 패드 하부 전극(140c)과 접속된 데이터 패드 상부 전극(190d)을 포함한다. In addition, the data pad DP supplies a pixel signal from a data driver (not shown) to the data line DL. The data pad DP includes a data pad
이하, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method for fabricating a thin film transistor substrate according to the present invention will be described in detail.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 박막 트랜지스터 기판의 공정 평면도이며, 도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 박막 트랜지스터 기판의 공정 단면도이다.FIGS. 4A to 4G are process plan views of the thin film transistor substrate of the present invention, and FIGS. 5A to 5G are process sectional views of the thin film transistor substrate of the present invention.
도 4a와 도 5a를 참조하면, 기판(100) 상에 게이트 전극(110a), 게이트 라인(GL), 게이트 패드 하부 전극(110b) 및 공통 라인(CL)을 형성한다. 구체적으로, 기판(100) 상에 스퍼터링(Sputtering) 방법 등의 증착 방법으로 금속층을 형성한 후, 금속층을 패터닝하여 게이트 전극(110a), 게이트 라인(GL), 게이트 패드 하부 전극(110b) 및 공통 라인(CL)을 형성한다.4A and 5A, a
금속층은 Al/Cr, Al/Mo, Al(Nd)/Al, Al(Nd)/Cr, Mo/Al(Nd)/Mo, Cu/Mo, Ti/Al(Nd)/Ti, Mo/Al, Mo/Ti/Al(Nd), Cu 합금/Mo, Cu 합금/Al, Cu 합금/Mo 합금, Cu 합금/Al 합금, Al/Mo 합금, Mo 합금/Al, Al 합금/Mo 합금, Mo 합금/Al 합금, Mo/Al 합금 등과 같이 이중층 이상이 적층된 구조로 형성되거나, Mo, Ti, Cu, AlNd, Al, Cr, Mo 합금, Cu 합금, Al 합금 등의 단일층 구조로 형성될 수 있다.(Nd) / Cr, Mo / Al (Nd) / Mo, Cu / Mo, Ti / Al (Nd) / Ti, Mo / Al, Mo / Ti / Al (Nd), Cu alloy / Mo, Cu alloy / Al, Cu alloy / Mo alloy, Cu alloy / Al alloy, Al / Mo alloy, Mo alloy / Al, Al alloy / Mo alloy, Al alloy, Mo / Al alloy, or the like, or may have a single layer structure of Mo, Ti, Cu, AlNd, Al, Cr, Mo alloy, Cu alloy, Al alloy or the like.
도 4b와 도 5b를 참조하면, 게이트 전극(110a), 게이트 라인(GL), 게이트 패드 하부 전극(110b) 및 공통 라인(CL)을 포함한 기판(100) 전면에 게이트 절연막(120)을 형성하고, 게이트 전극(110a)에 대응되는 게이트 절연막(120) 상에 반도체층(130a)과 오믹 콘택층(130b)이 차례로 적층된 구조의 액티브층(130)을 형성한다.4B and 5B, a
그리고, 도 4c와 도 5c와 같이, 액티브층(130)을 포함한 게이트 절연막(120) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법으로 금속층을 형성한 후, 금속층을 패터닝하여 데이터 라인(DL), 일정 간격 이격된 소스, 드레인 전극(140a, 140b) 및 데이터 패드 하부 전극(140c)을 형성한다. 그리고, 소스, 드레인 전극(140a, 140b) 사이의 이격된 구간에 노출된 오믹 콘택층(130b)을 제거하여 채널을 형성한다.4C and FIG. 5C, a metal layer is formed on the
금속층은 Al/Cr, Al/Mo, Al(Nd)/Al, Al(Nd)/Cr, Mo/Al(Nd)/Mo, Cu/Mo, Ti/Al(Nd)/Ti, Mo/Al, Mo/Ti/Al(Nd), Cu 합금/Mo, Cu 합금/Al, Cu 합금/Mo 합금, Cu 합금/Al 합금, Al/Mo 합금, Mo 합금/Al, Al 합금/Mo 합금, Mo 합금/Al 합금, Mo/Al 합금 등과 같이 이중층 이상이 적층된 구조로 형성되거나, Mo, Ti, Cu, AlNd, Al, Cr, Mo 합금, Cu 합금, Al 합금 등의 단일층 구조로 형성될 수 있다.(Nd) / Cr, Mo / Al (Nd) / Mo, Cu / Mo, Ti / Al (Nd) / Ti, Mo / Al, Mo / Ti / Al (Nd), Cu alloy / Mo, Cu alloy / Al, Cu alloy / Mo alloy, Cu alloy / Al alloy, Al / Mo alloy, Mo alloy / Al, Al alloy / Mo alloy, Al alloy, Mo / Al alloy, or the like, or may have a single layer structure of Mo, Ti, Cu, AlNd, Al, Cr, Mo alloy, Cu alloy, Al alloy or the like.
도 4d와 도 5d를 참조하면, 소스, 드레인 전극(140a, 140b), 데이터 라인(DL) 및 데이터 패드 하부 전극(140c)을 포함한 게이트 절연막(120) 전면에 제 1, 제 2 보호막(150, 160)을 형성한다. 그리고, 각각 드레인 전극(140b)의 일부 영역, 공통 라인(CL), 게이트 패드 하부 전극(110b) 및 데이터 패드 하부 전극(140c)에 대응되는 제 1 보호막(150)을 노출시키는 제 2 화소 콘택홀(160a), 제 2 공통 콘택홀(160b), 제 3 게이트 콘택홀(160c) 및 제 2 데이터 콘택홀(160d)을 형성하기 위해 제 2 보호막(160)을 선택적으로 제거한다.4D and 5D, first and second
특히, 제 2 보호막(160)은 노광되지 않은 영역이 제거되는 네가티브(Negative)형 감광성 수지 또는 노광된 영역이 제거되는 포지티브(Positive)형 감광성 수지로 형성한다. 도면에서는 네가티브형 감광성 수지로 제 2 보호막(160)을 형성한 것을 도시하였다.In particular, the second
따라서, 제거하고자 하는 영역에 대응되는 영역에만 차단부를 갖는 마스크를 이용한 노광 공정으로 제 2 보호막(160)을 선택적으로 제거할 수 있으며, 제 2 보호막(160)을 포지티브형 감광성 수지로 형성하였을 경우, 제거하고자 하는 영역에 대응되는 영역에만 투과부를 갖는 마스크를 이용하여 제 2 보호막(160)을 선택적으로 제거할 수 있다. 이 때, 제 1 보호막(150)은 제거되지 않아 드레인 전극(140b), 공통 라인(CL), 게이트 패드 하부 전극(110b) 및 데이터 패드 하부 전극(140c)은 외부로 노출되지 않는다.Accordingly, the second
이어, 도 4e와 도 5e와 같이, 제 2 화소 콘택홀(160a), 제 2 공통 콘택홀(220b), 제 3 게이트 콘택홀(160c) 및 제 2 데이터 콘택홀(160d)을 포함한 제 2 보호막(160) 전면에 투명 전도성 물질층을 형성하고, 투명 전도성 물질층을 패터닝하여 공통 전극(170)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 4E and 5E, a second
도 4f와 도 5f를 참조하면, 공통 전극(170)을 포함한 제 2 보호막(160) 전면에 제 3 보호막(180)을 형성한다. 그리고, 제 3 보호막(180)을 선택적으로 제거하여 제 3 화소 콘택홀(180a)을 형성하고 제 2 화소 콘택홀(160a)을 노출시킨 후, 제 2 화소 콘택홀(160a)을 통해 노출된 게이트 절연막(120)을 제거하여 제 1 화소 콘택홀(150a)을 형성한다.Referring to FIGS. 4F and 5F, a
또한, 제 3 보호막(180)을 선택적으로 제거하여 공통 전극(170)의 일부를 노출시키는 제 4 공통 콘택홀(180b)을 형성하고 제 3 공통 콘택홀(160b)을 노출시킨 후, 공통 라인(CL)이 노출되도록 게이트 절연막(120)과 제 1 보호막(150)을 선택적으로 제거하여 제 1, 제 2 공통 콘택홀(120a, 150b)을 형성한다.The fourth
즉, 본 발명의 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은, 제 2 보호막(160)을 선택적으로 제거한 후 공통 전극(170)을 형성하고, 공통 전극(170)을 포함한 제 3 보호막(180)을 선택적으로 제거함과 동시에 제 1 보호막(150)과 게이트 절연막(120)을 식각한다. 따라서, 제 2 보호막(160)을 제거하는 공정 시 이물이 혼입되어도 데이터 라인(DL)을 제 1 보호막(150)이 덮고 있으므로, 데이터 라인(DL)이 노출되어 공통 전극(170)과 접속되는 것을 방지할 수 있다.That is, in the method of manufacturing a thin film transistor substrate of the present invention, after the second
그리고, 동시에 게이트 패드 하부 전극(110b)을 노출시키기 위해 제 3 보호막(180)을 선택적으로 제거하여 제 4 게이트 콘택홀(180c)을 형성하여 제 3 게이트 콘택홀(160c)을 노출시킨 후, 게이트 절연막(120)과 제 1 보호막(150)을 선택적으로 제거하여 제 1, 제 2 게이트 콘택홀(120b, 150c)을 형성한다. 그리고, 데이터 패드 하부 전극(140c)을 노출시키기 위해 제 3 보호막(180)을 선택적으로 제거하여 제 3 데이터 콘택홀(180d)을 형성하여 제 2 데이터 콘택홀(160d)을 노출시킨 후, 제 1 보호막(150)을 선택적으로 제거하여 제 1 데이터 콘택홀(150d)을 형성한다.At the same time, the
그리고, 도 4g와 도 5g와 같이, 게이트 콘택홀들과 데이터 콘택홀들을 포함한 제 3 보호막(180) 전면에 투명 전도성 물질층을 형성하고 이를 패터닝하여 제 1, 제 2, 제 3 화소 콘택홀(150a, 160a, 180a)을 통해 드레인 전극(140b)과 접속하며 공통 전극(170)과 프린지 전계를 이루는 복수개의 슬릿 형태의 화소 전극(190a)을 형성한다. 동시에, 제 1, 제 2, 제 3 공통 콘택홀(120a, 150b, 160b)을 따라 형성된 연결 전극(190b)을 형성하여 공통 라인(CL)과 공통 전극(170)을 전기적으로 접속시킨다. 이 때, 연결 전극(190b)은 제 4 공통 콘택홀(180b)을 통해 노출된 공통 전극(170)의 일부 영역을 덮도록 형성되어 공통 전극(170)과 연결 전극(190b)의 접촉 특성이 향상된다.4G and 5G, a transparent conductive material layer is formed on the entire surface of the
제 1, 제 2, 제 3, 제 4 게이트 콘택홀(120c, 150c, 160c, 180c)을 통해 노출된 게이트 패드 하부 전극(110b)와 전기적으로 접속되는 게이트 패드 상부 전극(190c)을 형성하고, 제 1, 제 2, 제 3 데이터 콘택홀(150d, 160d, 180d)을 통해 노출된 데이터 패드 하부 전극(140c)와 전기적으로 접속되는 데이터 패드 상부 전극(190d)을 형성한다.A gate pad
즉, 본 발명의 박막 트랜지스터 기판은 공통 전극을 형성한 후, 공통 라인(CL)에 대응되는 게이트 절연막(120)과 제 1 보호막(150)을 제거한다. 따라서, 화소 전극을 형성할 때 공통 라인과 공통 전극을 접속시키는 연결 전극을 형성함으로써, 공통 전극과 데이터 라인이 접속하는 것을 방지함으로써 박막 트랜지스터 기판의 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.That is, in the thin film transistor substrate of the present invention, after the common electrode is formed, the
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.
CL: 공통 라인 DL: 데이터 라인
DP: 데이터 패드 GL: 게이트 라인
GP: 게이트 패드 100: 기판
110a: 게이트 전극 110b: 게이트 패드 하부 전극
120: 게이트 절연막 130: 액티브층
130a: 반도체층 130b: 오믹콘택층
140a: 소스 전극 140b: 드레인 전극
140c: 데이터 패드 하부 전극 150: 제 1 보호막
160: 제 2 보호막 170: 공통 전극
180: 제 3 보호막 190a: 화소 전극
190b: 연결 전극 190c: 게이트 패드 상부 전극
190d: 데이터 패드 상부 전극
160a, 170a, 180a: 제 1, 제 2, 제 3 화소 콘택홀
120a, 150b, 160b, 180b: 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 공통 콘택홀
120b, 150c, 160c, 180c: 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 게이트 콘택홀
150d, 160d, 180d: 제 1, 제 2, 제 3 데이터 콘택홀CL: common line DL: data line
DP: Data pad GL: Gate line
GP: gate pad 100: substrate
110a:
120: gate insulating film 130: active layer
130a:
140a:
140c: Data pad lower electrode 150: First protective film
160: second protective film 170: common electrode
180: Third
190b: connecting
190d: Data pad upper electrode
160a, 170a, 180a: first, second, and third pixel contact holes
120a, 150b, 160b, 180b: first, second, third, and fourth common contact holes
120b, 150c, 160c, and 180c: first, second, third, and fourth gate contact holes
150d, 160d, and 180d: first, second, and third data contact holes
Claims (11)
상기 게이트 라인, 게이트 전극 및 공통 라인을 포함한 상기 기판 전면에 게이트 절연막을 형성하고, 상기 게이트 전극에 대응되는 상기 게이트 절연막 상에 반도체층과 오믹콘택층이 차례로 적층된 구조의 액티브층을 형성하는 단계;
상기 액티브층을 포함한 상기 게이트 절연막 전면에 금속층을 형성하고, 상기 금속층을 패터닝하여 소스, 드레인 전극 및 데이터 라인을 형성하는 단계;
상기 소스, 드레인 전극 및 데이터 라인을 포함한 상기 게이트 절연막 전면에 제 1, 제 2 보호막을 형성하고, 상기 제 2 보호막을 선택적으로 제거하여 각각 상기 드레인 전극과 상기 공통 라인에 대응되는 상기 제 1 보호막을 노출시키는 단계;
상기 제 2 보호막 상에 공통 전극을 형성하고, 상기 공통 전극을 포함한 상기 제 2 보호막 전면에 제 3 보호막을 형성하는 단계;
상기 드레인 전극에 대응되는 상기 제 1, 제 3 보호막을 제거하여 상기 드레인 전극을 노출시키는 화소 콘택홀을 형성하고, 상기 공통 라인에 대응되는 상기 게이트 절연막, 제 1, 제 3 보호막을 제거하여 상기 공통 라인을 노출시키는 공통 콘택홀을 형성하는 단계; 및
상기 제 3 보호막 상에 상기 화소 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속하는 화소 전극을 형성하고, 동시에 상기 공통 콘택홀을 통해 상기 공통 전극과 공통 라인을 접속시키는 연결 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.Forming a metal layer on the substrate and patterning the metal layer to form a gate line, a gate electrode, and a common line;
Forming a gate insulating film on the entire surface of the substrate including the gate line, the gate electrode, and the common line, and forming an active layer having a structure in which a semiconductor layer and an ohmic contact layer are sequentially stacked on the gate insulating film corresponding to the gate electrode ;
Forming a metal layer on the entire surface of the gate insulating film including the active layer and patterning the metal layer to form a source, a drain electrode, and a data line;
Forming first and second protective films on the entire surface of the gate insulating film including the source electrode, the drain electrode and the data line, selectively removing the second protective film to form the first protective film corresponding to the drain electrode and the common line, Exposing;
Forming a common electrode on the second protective film and forming a third protective film on the entire surface of the second protective film including the common electrode;
The gate electrode, the first and the third protective films corresponding to the common lines are removed to form the common electrode, Forming a common contact hole exposing the line; And
Forming a pixel electrode connected to the drain electrode through the pixel contact hole on the third protective film and forming a connection electrode connecting the common line and the common electrode via the common contact hole Wherein the thin film transistor substrate is formed on the substrate.
상기 제 2 보호막을 네가티브형 감광성 수지로 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the second protective film is formed of a negative photosensitive resin.
상기 공통 전극을 상기 제 2 보호막 상에만 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the common electrode is formed only on the second protective film.
상기 공통 콘택홀을 상기 공통 전극의 일부 영역을 노출시키도록 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the common contact hole is formed to expose a part of the common electrode.
상기 연결 전극을 상기 공통 콘택홀을 통해 노출된 상기 공통 전극을 덮도록 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.11. The method of claim 10,
And the connection electrode is formed to cover the common electrode exposed through the common contact hole.
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