KR101866388B1 - Thin film transistor substrate and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소비전력을 낮춰 대면적 및 고해상도 모델에 적용할 수 있는 박막트랜지스터 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판의 제조 방법은 게이트 절연막을 사이에 두고 서로 교차하게 형성되는 게이트 라인 및 데이터 라인과 접속된 박막트랜지스터를 기판 상에 형성하는 단계와; 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차로 마련된 화소 영역에 상기 박막트랜지스터와 접속되는 화소 전극을 형성하는 단계와; 상기 화소 전극과 대응하는 영역보다 상기 화소 전극과 대응하는 영역을 제외한 나머지 영역에서 두껍게 형성되는 보호막을 형성하는 단계와; 상기 보호막 상에 상기 화소 전극과 프린지 필드를 이루는 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a thin film transistor substrate which can be applied to a large-area and high-resolution model by lowering power consumption and a manufacturing method thereof.
A method of manufacturing a thin film transistor substrate according to the present invention includes: forming a thin film transistor on a substrate, the thin film transistor being connected to a gate line and a data line formed so as to cross each other with a gate insulating film interposed therebetween; Forming a pixel electrode connected to the thin film transistor in a pixel region provided at an intersection of the gate line and the data line; Forming a protective film thicker than a region corresponding to the pixel electrode except a region corresponding to the pixel electrode; And forming a common electrode between the pixel electrode and the fringe field on the passivation layer.
Description
본 발명은 소비전력을 낮춰 대면적 및 고해상도 모델에 적용할 수 있는 박막트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film transistor substrate which can be applied to a large-area and high-resolution model by reducing power consumption, and a manufacturing method thereof.
액정 표시 장치는 전계를 이용하여 유전 이방성을 갖는 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 액정 표시 장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. The liquid crystal display device displays an image by adjusting the light transmittance of liquid crystal having dielectric anisotropy using an electric field. Such a liquid crystal display device displays an image by adjusting the light transmittance of the liquid crystal using an electric field.
이러한 액정 표시 장치 중 프린지 필드형 액정 표시 장치는 각 화소 영역에 보호막을 사이에 둔 공통 전극과 화소 전극을 구비한다. 그리고, 프린지 필드에 의해 상부기판 및 하부 기판 사이에 채워진 액정 분자들이 각 화소 영역에서 모두 동작되게 함으로써 개구율 및 투과율을 향상시킨게 된다.Among these liquid crystal display devices, a fringe field type liquid crystal display device has a common electrode and a pixel electrode in each pixel region with a protective film interposed therebetween. The liquid crystal molecules filled between the upper substrate and the lower substrate are operated in the respective pixel regions by the fringe field, thereby improving the aperture ratio and the transmissivity.
이러한 프린지 필드형 액정 표시 패널의 공통 전극은 데이터 라인과 화소 전극 사이에 형성된 기생 캐패시터(Cdp)의 커플링 효과로 인한 화소 전극에 공급되는 화소 신호의 왜곡을 방지할 수 있도록 데이터 라인과 중첩되게 형성된다. 이 경우, 공통 전극 및 데이터 라인 간의 기생 캐패시터(Cdc)의 용량값을 줄이기 위해 공통 전극 및 데이터 라인 사이에 위치하는 보호막의 두께를 두껍게 형성하면, 화소 전극 및 공통 전극 사이의 보호막의 두께도 증가하게 된다. 두께가 증가한 보호막을 사이에 두고 중첩되는 화소 전극 및 공통 전극 사이에 원하는 세기의 프린지 필드를 형성하기 위해서는 화소 전극 및 공통 전극에 인가되는 구동 전압이 높아져야 한다. 이에 따라, 구동 전압에 비례하는 소비전력이 높아져 종래 프린지 필드형 액정 표시 패널은 대면적 및 고해상도 모델에 적용하기 어려운 문제점이 있다.The common electrode of the fringe field type liquid crystal display panel is formed to overlap with the data line so as to prevent the distortion of the pixel signal supplied to the pixel electrode due to the coupling effect of the parasitic capacitor Cdp formed between the data line and the pixel electrode do. In this case, if the thickness of the protective film located between the common electrode and the data line is increased to reduce the capacitance value of the parasitic capacitor Cdc between the common electrode and the data line, the thickness of the protective film between the pixel electrode and the common electrode is also increased do. The driving voltage applied to the pixel electrode and the common electrode must be increased in order to form a fringe field having a desired intensity between the pixel electrode and the common electrode overlapping each other with the thickened protective film interposed therebetween. As a result, power consumption proportional to the driving voltage is increased, which makes it difficult to apply the conventional fringe field type liquid crystal display panel to a large-area and high-resolution model.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 소비전력을 낮춰 대면적 및 고해상도 모델에 적용할 수 있는 박막트랜지스터 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, the present invention provides a thin film transistor substrate and a method of manufacturing the same, which can be applied to a large-area and high-resolution model by lowering power consumption.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판의 제조 방법은 게이트 절연막을 사이에 두고 서로 교차하게 형성되는 게이트 라인 및 데이터 라인과 접속된 박막트랜지스터를 기판 상에 형성하는 단계와; 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차로 마련된 화소 영역에 상기 박막트랜지스터와 접속되는 화소 전극을 형성하는 단계와; 상기 화소 전극과 대응하는 영역보다 상기 화소 전극과 대응하는 영역을 제외한 나머지 영역에서 두껍게 형성되는 보호막을 형성하는 단계와; 상기 보호막 상에 상기 화소 전극과 프린지 필드를 이루는 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor substrate, including: forming a gate line and a thin film transistor connected to a data line on a substrate, the gate line and the data line intersecting each other with a gate insulating film interposed therebetween; Forming a pixel electrode connected to the thin film transistor in a pixel region provided at an intersection of the gate line and the data line; Forming a protective film thicker than a region corresponding to the pixel electrode except a region corresponding to the pixel electrode; And forming a common electrode between the pixel electrode and the fringe field on the passivation layer.
상기 보호막을 형성하는 단계는 상기 화소 전극이 형성된 기판 전면 상에 제1 두께의 제1 보호막을 형성하는 단계와; 상기 화소 전극과 대응하는 영역을 제외한 나머지 영역의 상기 제1 보호막 상에 제2 두께의 제2 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the passivation layer may include forming a first passivation layer having a first thickness on the entire surface of the substrate on which the pixel electrode is formed; And forming a second protective layer having a second thickness on the first protective layer in regions other than a region corresponding to the pixel electrode.
상기 보호막을 형성하는 단계는 상기 박막트랜지스터이 형성된 기판 상에 상기 제1 및 제2 보호막을 순차적으로 형성하는 단계와; 상기 제2 보호막이 단차를 가지도록 슬릿 마스크 또는 반투과 마스크를 이용하여 상기 제2 보호막을 패터닝하는 단계와; 상기 패터닝된 제2 보호막을 마스크로 이용하여 상기 게이트 절연막 및 상기 제1 보호막을 식각하는 단계와; 상기 화소 전극과 대응하는 영역을 제외한 나머지 영역에 상기 제2 보호막이 잔존하도록 상기 제2 보호막을 에싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the passivation layer may include sequentially forming the first and second passivation layers on the substrate on which the thin film transistor is formed; Patterning the second protective film using a slit mask or a semi-transparent mask so that the second protective film has a step; Etching the gate insulating layer and the first passivation layer using the patterned second passivation layer as a mask; And a step of ashing the second protective film so that the second protective film remains in the remaining region except the region corresponding to the pixel electrode.
상기 제1 보호막은 질화실리콘 또는 산화실리콘을 포함하는 무기 절연 물질을 이용하여 3~4㎛의 두께로 형성되며, 제2 보호막은 포토 아크릴계 수지를 포함하는 유기 절연 물질을 이용하여 2~3㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 한다.The first passivation layer is formed to a thickness of 3 to 4 탆 using an inorganic insulating material including silicon nitride or silicon oxide, and the second passivation layer is formed using an organic insulating material including a photo- And is formed to have a thickness.
상기 데이터 라인은 상기 제1 및 제2 보호막을 사이에 두고 상기 공통 전극과 중첩되는 것을 특징으로 한다.And the data line overlaps the common electrode with the first and second protective films interposed therebetween.
상기 박막트랜지스터 기판의 제조 방법은 상기 데이터 라인과 상기 화소 전극 사이에 쉴드 패턴을 형성하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 쉴드 패턴은 상기 게이트 라인과 동일 재질로 동일 평면 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing a thin film transistor substrate may further include the step of forming a shield pattern between the data line and the pixel electrode, wherein the shield pattern is formed on the same plane with the same material as the gate line .
상기 기술적 특징을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판은 기판 상에 형성되는 게이트 라인과; 게이트 라인과 교차하여 화소 영역을 마련하는 데이터 라인과; 상기 게이트 라인 및 데이터 라인과 접속된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터와 접속되며 상기 화소 영역에 형성된 화소 전극과; 상기 화소 전극과 프린지 필드를 형성하는 공통 전극과; 상기 화소 전극과 대응하는 영역보다 상기 화소 전극과 대응하는 영역을 제외한 나머지 영역에서 두껍게 형성되는 보호막을 구비하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a thin film transistor substrate comprising: a gate line formed on a substrate; A data line crossing the gate line and providing a pixel region; A thin film transistor connected to the gate line and the data line; A pixel electrode connected to the thin film transistor and formed in the pixel region; A common electrode forming the pixel electrode and the fringe field; And a protective layer formed thicker than a region corresponding to the pixel electrode in a region other than a region corresponding to the pixel electrode.
상기 보호막은 상기 화소 전극 및 공통 전극 사이에 형성되는 제1 보호막과; 상기 화소 전극과 대응하는 영역을 제외한 나머지 영역의 상기 제1 보호막 상에 형성되는 제2 보호막을 구비하며, 상기 제1 보호막은 질화실리콘 또는 산화실리콘을 포함하는 무기 절연 물질을 이용하여 3~4㎛의 두께로 형성되며 제2 보호막은 아크릴계 수지를 포함하는 유기 절연 물질을 이용하여 2~3㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 한다.The passivation layer may include a first passivation layer formed between the pixel electrode and the common electrode; And a second passivation layer formed on the first passivation layer in a region other than a region corresponding to the pixel electrode, wherein the first passivation layer is formed of an inorganic insulating material containing silicon nitride or silicon oxide, And the second protective layer is formed to have a thickness of 2 to 3 占 퐉 by using an organic insulating material including an acrylic resin.
상기 데이터 라인은 상기 제1 및 제2 보호막을 사이에 두고 상기 공통 전극과 중첩되는 것을 특징으로 한다.And the data line overlaps the common electrode with the first and second protective films interposed therebetween.
상기 박막트랜지스터 기판은 상기 데이터 라인과 상기 화소 전극 사이에 형성되며 상기 게이트 라인과 동일 재질로 동일 평면 상에 형성되는 쉴드 패턴을 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.The thin film transistor substrate further includes a shield pattern formed between the data line and the pixel electrode and formed on the same plane as the gate line.
본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판은 화소 영역의 공통 전극 및 화소 전극이 제1 보호막을 사이에 두고 중첩됨으로써 종래에 비해 구동 전압을 줄일 수 있고, 데이터 라인 및 공통 전극이 제1 및 제2 보호막을 사이에 두고 중첩됨으로써 종래에 비해 기생 캐패시터(Cdc)의 용량값이 줄어 소비전력을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판은 고해상도 및 대면적 모델에 적용가능하다. 또한, 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판은 제1 보호막을 종래보다 얇은 두께로 형성되므로 제1 보호막의 증착 장비의 증착력이 향상된다. 또한, 제2 보호막은 감광성 유기 절연 물질로 형성됨으로써 별도의 포토레지스트 패턴이 불필요하므로 포토레지스트 패턴을 제거하기 위한 스트립 공정을 하지 않아도 되므로 공정이 단순화된다. 뿐만 아니라, 본 발명의 데이터 라인 상의 제2 보호막의 체적만큼 액정 사용량이 감소하므로 비용을 절감할 수 있다.The thin film transistor substrate according to the present invention can reduce the driving voltage by overlapping the common electrode and the pixel electrode in the pixel region with the first protective film sandwiched therebetween and the data line and the common electrode are sandwiched between the first and second protective films The capacitance value of the parasitic capacitor Cdc is reduced as compared with the prior art, so that the power consumption can be reduced. Accordingly, the thin film transistor substrate according to the present invention is applicable to high resolution and large area models. In addition, the thin film transistor substrate according to the present invention has a thinner thickness than the first protective film, so that the deposition ability of the first protective film deposition equipment is improved. In addition, since the second protective film is formed of a photosensitive organic insulating material, a separate photoresist pattern is unnecessary, so that a strip process for removing the photoresist pattern is not required, which simplifies the process. In addition, since the amount of the liquid crystal used decreases by the volume of the second protective film on the data line of the present invention, the cost can be reduced.
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도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 박막트랜지스터 기판을 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1에서 선Ⅰ-Ⅰ', Ⅱ-Ⅱ'를 따라 절취한 박막트랜지스터 기판을 나타내는 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1 및 도 2에 도시된 박막트랜지스터 기판의 제1 도전 패턴의 제조 방법을 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1 및 도 2에 도시된 박막트랜지스터 기판의 반도체 패턴의 제조 방법을 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 1 및 도 2에 도시된 박막트랜지스터 기판의 제2 도전 패턴의 제조 방법을 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 1 및 도 2에 도시된 박막트랜지스터 기판의 제3 도전 패턴의 제조 방법을 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 도 1 및 도 2에 도시된 박막트랜지스터 기판의 게이트 컨택홀, 화소 컨택홀 및 데이터 컨택홀을 가지는 제1 및 제2 보호막의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 8a 내지 도 8c는 도 7a 및 도 7b에 도시된 박막트랜지스터 기판의 게이트 컨택홀, 화소 컨택홀 및 데이터 컨택홀을 가지는 제1 및 제2 보호막의 제조 방법을 구체적으로 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9a 및 도 9b는 도 1 및 도 2에 도시된 박막트랜지스터 기판의 제4 도전 패턴의 제조 방법을 구체적으로 설명하기 위한 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 박막트랜지스터 기판을 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 10에서 선Ⅲ-Ⅲ'를 따라 절취한 박막트랜지스터 기판을 나타내는 단면도이다.1 is a plan view showing a thin film transistor substrate according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a thin film transistor substrate taken along line I-I 'and II-II' in FIG.
FIGS. 3A and 3B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the first conductive pattern of the thin film transistor substrate shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
FIGS. 4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor pattern of the thin film transistor substrate shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
5A and 5B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a second conductive pattern of the thin film transistor substrate shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
6A and 6B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a third conductive pattern of the thin film transistor substrate shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing first and second protective films having a gate contact hole, a pixel contact hole, and a data contact hole of the thin film transistor substrate shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
FIGS. 8A to 8C are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing the first and second protective films having gate contact holes, pixel contact holes, and data contact holes of the thin film transistor substrate shown in FIGS. 7A and 7B.
FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing the fourth conductive pattern of the thin film transistor substrate shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
10 is a plan view showing a thin film transistor substrate according to a second embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional view showing a thin film transistor substrate taken along a line III-III 'in FIG.
이하, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and embodiments.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 기판을 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 박막 트랜지스터 기판을 Ⅰ-Ⅰ', Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단하여 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a plan view showing a thin film transistor substrate according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line I-I 'and II-II' to be.
도 1 및 도 2에 도시된 박막 트랜지스터 기판은 게이트 라인(102) 및 데이터 라인(104) 각각과 접속된 박막 트랜지스터와, 그 교차 구조로 마련된 화소 영역에 형성된 화소 전극(122)과, 화소 전극(122)과 프린지 필드를 형성하는 공통 전극(124)과, 게이트 라인(102)과 접속된 게이트 패드(150)와, 데이터 라인(104)과 접속된 데이터 패드(160)와, 공통 라인(126)과 접속된 공통 패드(140)를 구비한다.The thin film transistor substrate shown in Figs. 1 and 2 includes a thin film transistor connected to each of the
박막 트랜지스터는 게이트 라인(102)에 공급되는 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(104)에 공급되는 화소 신호가 화소 전극(122)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, 박막 트랜지스터(130)는 게이트 전극(106), 소스 전극(108), 드레인 전극(110), 활성층(114) 및 오믹 접촉층(116)을 구비한다.The thin film transistor causes a pixel signal supplied to the
게이트 전극(106)은 게이트 라인(102)으로부터의 스캔 신호가 공급되도록 게이트 라인(102)과 접속된다. 소스 전극(108)은 데이터 라인(104)으로부터의 화소 신호가 공급되도록 데이터 라인(104)과 접속된다. 드레인 전극(110)은 활성층(114)의 채널부를 사이에 두고 소스 전극(108)과 마주하도록 형성되어 데이터 라인(104)으로부터의 화소 신호를 화소 전극(122)에 공급한다. 활성층(114)은 게이트 절연막(112)을 사이에 두고 게이트 전극(106)과 중첩되어 소스 및 드레인 전극(108,110) 사이의 채널부를 형성한다. 오믹 접촉층(116)은 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110) 각각과 활성층(114) 사이, 즉 채널부를 제외한 활성층(114) 위에 형성된다. 이 오믹접촉층(116)은 소스 및 드레인 전극(108,110) 각각과 활성층(114) 사이의 전기 접촉 저항을 감소시키는 역할을 한다. The
이러한 박막트랜지스터를 덮도록 형성된 제1 보호막(118)은 유기 절연 물질로 형성되는 제2 보호막(128)에 포함된 탄소(C)에 의한 박막트랜지스터의 채널부의 손상을 방지한다. 여기서, 제1 보호막(118)은 질화실리콘 또는 산화실리콘을 포함하는 무기 절연 물질을 이용하여 3~4㎛의 두께로 형성된다.The
제2 보호막(128)은 게이트 라인(102), 데이터 라인(104) 및 공통 라인(126)의 교차로 마련된 화소 영역을 제외한 나머지 영역의 제1 보호막(118) 상에 형성된다. 즉, 제2 보호막(128)은 게이트 라인(102), 데이터 라인(104), 공통 라인(126), 게이트 패드(150) 및 데이터 패드(160)와 대응하는 영역의 제1 보호막(118) 상에 형성된다. 이러한 제2 보호막(128)은 제1 보호막(118)보다 유전율이 낮은 포토 아크릴계 수지를 포함하는 유기 절연 물질을 이용하여 2~3㎛의 두께로 형성된다. 이 경우, 데이터 라인(104)과, 그 데이터 라인(104) 상부에 위치하는 공통 전극(124)은 제1 및 제2 보호막(118,128)을 사이에 두고 중첩된다. 이에 따라, 제1 및 제2 보호막(118,128)을 사이에 두고 데이터 라인(104)과 공통 전극(124)이 중첩됨으로써 형성되는 기생 캐패시터의 용량값을 줄일 수 있어 소비 전력이 저감된다.The second
또한, 제2 보호막(128)이 화소 영역에 형성되지 않으므로 백라이트 유닛에서 생성된 광이 제1 보호막(118)만을 통과함으로써 제2 보호막(128)에 의한 광손실을 방지할 수 있다.In addition, since the second
화소 전극(122)은 박막트랜지스터의 드레인 전극(110)과 직접 접속된다. 이에 따라, 화소 전극(122)은 박막트랜지스터를 통해 데이터 라인(104)으로부터의 화소 신호가 공급된다. The
공통 전극(124)은 공통 라인(126)과 접속되어 공통 라인(126)을 통해 공통 전압이 공급된다. 여기서, 공통 전극(124)은 게이트 절연막(112), 제1 및 제2 보호막(118,128)을 관통하는 연결 컨택홀(120)을 통해 노출된 공통 라인(126)과 전기적으로 접속된다. 이러한 공통 전극(124)은 제1 보호막(118)을 사이에 두고 화소 전극(122)과 중첩되어 프린지 필드를 형성한다. 이 프린지 필드에 의해 박막트랜지스터 기판과 컬러필터 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 화상을 구현하게 된다.The
여기서, 공통 전극(124)은 제1 보호막(118)을 사이에 두고 화소 전극(122)과 중첩되게 형성됨으로써 종래 박막트랜지스터 기판에 비해 공통 전극(124) 및 화소 전극(122) 간의 거리가 가깝다. 이에 따라, 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판은 화소 전극(122) 및 공통 전극(124)의 구동 전압을 줄일 수 있어 소비 전력이 저감된다.The
게이트 패드(150)는 게이트 드라이버(도시하지 않음)로부터의 스캔 신호를 게이트 라인(102)에 공급한다. 이를 위해, 게이트 패드(150)는 게이트 라인(102)과 접속된 게이트 패드 하부 전극(152)과, 제1 및 제2 보호막(118,128)과 게이트 절연막(112)을 관통하는 게이트 컨택홀(154)을 통해 게이트 하부 전극(152)과 접속된 게이트 패드 상부 전극(156)으로 구성된다. The
데이터 패드(160)는 데이터 드라이버(도시하지 않음)로부터의 화소 신호를 데이터 라인(104)에 공급한다. 이를 위해, 데이터 패드(160)는 데이터 라인(104)과 접속된 데이터 패드 하부 전극(162)과, 제1 및 제2 보호막(118,128)을 관통하는 데이터 컨택홀(164)을 통해 데이터 패드 하부 전극(162)과 접속된 데이터 패드 상부 전극(166)으로 구성된다. The
공통 패드(140)는 공통 신호를 공통 라인(126)에 공급한다. 이를 위해, 공통 패드(140)는 공통 라인(126)과 접속된 공통 패드 하부 전극(142)과, 게이트 절연막(112), 제1 및 제2 보호막(118,128)을 관통하는 공통 컨택홀(144)을 통해 공통 패드 하부 전극(142)과 접속된 공통 패드 상부 전극(146)으로 구성된다. The
이와 같이, 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판은 화소 영역의 공통 전극(124) 및 화소 전극(122)이 제1 보호막(118)을 사이에 두고 중첩됨으로써 종래에 비해 구동 전압을 줄일 수 있고, 데이터 라인(104) 및 공통 전극(124)이 제1 및 제2 보호막(118,128)을 사이에 두고 중첩됨으로써 종래에 비해 기생 캐패시터(Cdc)의 용량값이 줄어 소비전력을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판은 고해상도 및 대면적 모델에 적용가능하다. 또한, 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판은 제1 보호막(118)을 종래보다 얇은 두께로 형성되므로 제1 보호막(118)의 증착 장비의 증착력이 향상된다. 또한, 제2 보호막(128)은 감광성 유기 절연 물질로 형성됨으로써 별도의 포토레지스트 패턴이 불필요하므로 포토레지스트 패턴을 제거하기 위한 스트립 공정을 하지 않아도 되므로 공정이 단순화된다. 뿐만 아니라, 본 발명은 데이터 라인(104) 및 게이트 라인(102) 중 적어도 어느 하나 상에 형성되는 제2 보호막(128)의 체적만큼 액정 사용량이 감소하므로 비용을 절감할 수 있다.As described above, in the thin film transistor substrate according to the present invention, since the
도 3a 내지 도 9b는 도 2에 도시된 박막트랜지스터 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.3A to 9B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the thin film transistor substrate shown in FIG.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 기판(101) 상에 게이트 전극(106), 게이트 패드 하부 전극(152) 및 공통 패드 하부 전극(142)을 포함하는 제1 도전 패턴이 형성된다. Referring to FIGS. 3A and 3B, a first conductive pattern including a
구체적으로, 기판(101) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 게이트 금속층이 순차적으로 형성된다. 여기서, 게이트 금속층은 알루미늄계 금속(Al, AlNd), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W)등과 같은 금속으로 형성된다. 이어서, 제1 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 게이트 금속층이 패터닝됨으로써 게이트 전극(106), 게이트 패드 하부 전극(152) 및 공통 패드 하부 전극(142)을 포함하는 제1 도전 패턴이 형성된다. Specifically, a gate metal layer is sequentially formed on the
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 제1 도전 패턴이 형성된 기판(101) 상에 게이트 절연막(112)이 형성되며, 게이트 절연막(112)이 형성된 기판(101) 상에 활성층(114) 및 오믹 접촉층(116)을 포함하는 반도체 패턴이 형성된다. 4A and 4B, a
구체적으로, 제1 도전 패턴이 형성된 기판(101) 상에 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연 물질이 전면 형성됨으로써 게이트 절연막(112)이 형성된다. 그런 다음, 게이트 절연막(112)이 형성된 기판(101) 상에 비정질 실리콘층 및 불순물(n+ 또는 p+)이 도핑된 비정질 실리콘층이 순차적으로 형성된다. 이어서, 제2 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 비정질 실리콘층 및 불순물(n+ 또는 p+)이 도핑된 비정질 실리콘층이 패터닝됨으로써 활성층(114) 및 오믹 접촉층(116)을 포함하는 반도체 패턴이 형성된다.Specifically, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO x) or silicon nitride (SiN x) is formed on the entire surface of the
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 반도체 패턴이 형성된 기판(101) 상에 화소 전극(122)을 포함하는 제2 도전 패턴이 형성된다.5A and 5B, a second conductive pattern including a
구체적으로, 반도체 패턴이 형성된 기판(101) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 등과 같은 제1 투명 도전층이 형성된다. 이어서, 제3 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 제1 투명 도전층이 패터닝됨으로써 화소 전극(122)을 포함하는 제2 도전 패턴이 형성된다. Specifically, a first transparent conductive layer such as indium tin oxide (ITO) is formed on a
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 제2 도전 패턴이 형성된 기판(101) 상에 소스 전극(108), 드레인 전극(110), 데이터 라인(104) 및 데이터 패드 하부 전극(162)을 포함하는 제3 도전 패턴이 형성된다.6A and 6B, a
구체적으로, 제2 도전 패턴군이 형성된 기판(101) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 데이터 금속층이 순차적으로 형성된다. 여기서, 데이터 금속층으로는 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 알루미늄(Al)계 금속, 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 등이 이용된다. 이어서, 제4 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 데이터 금속층이 패터닝됨으로써 소스 전극(108), 드레인 전극(110), 데이터 라인(104) 및 데이터 패드 하부 전극(162)을 포함하는 제3 도전 패턴이 형성된다. 그런 다음, 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110)을 마스크로 이들(108,110) 사이에 위치하는 오믹접촉층(116)이 제거됨으로써 활성층(114)이 노출된다.Specifically, a data metal layer is sequentially formed on the
한편, 소스 및 드레인 전극(108,110)을 포함하는 제3 도전 패턴이 형성되기 전에 화소 전극(122)을 포함하는 제2 도전 패턴을 형성하는 것을 예로 들어 설명하였지만 역으로 제3 도전 패턴이 형성된 후 제2 도전 패턴을 형성할 수도 있다.Meanwhile, the second conductive pattern including the
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 제3 도전 패턴이 형성된 기판(101) 상에 게이트 컨택홀(154), 데이터 컨택홀(164), 공통 컨택홀(144) 및 연결 컨택홀(120)을 가지는 제1 및 제2 보호막(118,128)이 형성된다. 이에 대해 도 8a 내지 도 8c를 결부하여 상세히 설명하기로 한다. 7A and 7B, a
도 8a에 도시된 바와 같이 제3 도전 패턴이 형성된 기판(101) 상에 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연 물질이 전면 형성됨으로써 제1 보호막(118)이 형성된다. 그런 다음, 제1 보호막(118) 상에 네거티브 또는 포지티브형 감광성 유기 절연 물질, 예를 들어 포토 아크릴이 전면 형성됨으로써 제2 보호막(128)이 형성된다. 이어서, 슬릿 마스크(170) 또는 반투과 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정으로 제2 보호막(128)을 패터닝한다. 구체적으로, 슬릿 마스크(170)의 차단 영역(S1)은 자외선을 차단함으로써 차단 영역(S1)과 대응하는 제2 보호막(128)은 노광 및 현상 공정 후 도포 두께인 제1 두께를 유지한다. 슬릿 마스크(170)의 슬릿 영역(S2)은 자외선을 회전시킴으로써 슬릿 영역(S2)과 대응하는 제2 보호막(128)은 노광 및 현상 공정 후 제1 두께보다 두께가 얇은 제2 두께로 형성된다. 슬릿 마스크(170)의 투과 영역(S3)은 자외선을 모두 투과시킴으로써 투과 영역(S3)과 대응하는 제2 보호막(128)은 노광 및 현상 공정 후 제거된다.An inorganic insulating material such as silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx) is formed on the entire surface of the
이러한 제2 보호막(128)을 마스크로 이용한 식각 공정을 통해 노출된 제1 보호막(118) 및 게이트 절연막(128)을 식각함으로써 도 8b에 도시된 바와 같이 게이트 컨택홀(154), 데이터 컨택홀(164)이 형성된다. 게이트 컨택홀(154)은 보호막(104) 및 게이트 절연막(112)을 관통하여 게이트 패드 하부 전극(152)을 노출시키게 되며, 데이터 컨택홀(164)은 보호막(104)을 관통하여 데이터 패드 하부 전극(162)을 노출시킨다. 그런 다음, 산소 플라즈마를 이용한 에싱 공정을 통해 제2 보호막(128)을 에싱함으로써 도 8c에 도시된 바와 같이 슬릿 영역(S2)과 대응하는 제2 두께의 제2 보호막(128)은 제거되고, 차단 영역(S1)과 대응하는 제1 두께의 제2 보호막(128)은 두께가 얇아진다. 이에 따라, 제2 보호막(128)은 화소 영역을 제외한 데이터 라인(104), 게이트 라인(102), 데이터 패드 및 게이트 패드와 대응하는 영역 상에 형성된다.The
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 제1 및 제2 보호막(118,128)이 형성된 기판(101) 상에 공통 전극(124), 게이트 패드 상부 전극(156), 데이터 패드 상부 전극(166) 및 공통 패드 상부 전극(146)을 포함하는 제4 도전 패턴이 형성된다. 9A and 9B, the
구체적으로, 제1 및 제2 보호막(118,128)이 형성된 기판(101) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 제2 투명 도전층이 형성된다. 이어서, 제6 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 제2 투명 도전층이 패터닝됨으로써 공통 전극(124), 게이트 패드 상부 전극(156), 데이터 패드 상부 전극(166) 및 공통 패드 상부 전극(146)을 포함하는 제4 도전 패턴이 형성된다. Specifically, a second transparent conductive layer is formed on the
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 박막트랜지스터 기판을 나타내는 평면도이며, 도 11은 도 10에서 선"Ⅲ-Ⅲ'"를 따라 절취한 박막트랜지스터 기판을 나타내는 단면도이다.FIG. 10 is a plan view showing a thin film transistor substrate according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a sectional view showing a thin film transistor substrate taken along the line "III-III '" in FIG.
도 10 및 도 11에 도시된 박막트랜지스터 기판은 도 1 및 도 2에 도시된 박막트랜지스터 기판과 대비하여 쉴드 패턴(180)을 구비하는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비함으로써 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The thin film transistor substrate shown in FIGS. 10 and 11 has the same constituent elements as those of the thin film transistor substrate shown in FIGS. 1 and 2 except that the
쉴드 패턴(180)은 데이터 라인(104)과 공통 전극(124) 사이의 기판(101) 상에 게이트 라인(102)과 동일한 게이트 금속층으로 형성된다. 이러한 쉴드 패턴(180)은 제2 보호막(128)에 의해 러빙포와 접촉하지 못해 러빙되지 않은 영역의 배향막(도시하지 않음) 상에 정렬되는 액정층이 제대로 구동되지 않아 발생되는 빛샘을 차단한다.The
이와 같은 쉴드 패턴(180)은 도 3a 및 도 3b에 도시된 게이트 라인(102)과 동일한 제조 방법을 통해 동시에 형성된다.Such a
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 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be clear to those who have knowledge of.
106 : 게이트 전극 108 : 소스 전극
110 : 드레인 전극 112 : 게이트 절연막
114 : 활성층 116 : 오믹 접촉층
118,128 : 보호막 122 : 화소 전극
124 : 공통 전극 126 : 공통 라인
150 : 게이트 패드 160 : 데이터 패드
180 : 쉴드 패턴106: gate electrode 108: source electrode
110: drain electrode 112: gate insulating film
114: active layer 116: ohmic contact layer
118, 128: protective film 122: pixel electrode
124: common electrode 126: common line
150: gate pad 160: data pad
180: Shield pattern
Claims (10)
상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차로 마련된 화소 영역에 상기 박막트랜지스터와 접속되는 화소 전극을 형성하는 단계와;
상기 화소 전극과 대응하는 영역보다 상기 화소 전극과 대응하는 영역을 제외한 나머지 영역에서 두꺼운 보호막을 형성하는 단계와;
상기 보호막이 형성된 기판 상에 상기 화소 전극과 프린지 필드를 이루는 공통 전극과, 상기 게이트 패드 하부 전극과 접속된 게이트 패드 상부 전극과, 상기 데이터 패드 하부 전극과 접속된 데이터 패드 상부 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 보호막을 형성하는 단계는
상기 화소 전극이 형성된 기판 상에 제1 보호막을 형성함과 아울러, 상기 화소 전극과 대응하는 영역을 제외한 상기 게이트 라인, 상기 데이터 라인, 상기 공통 라인, 상기 게이트 패드 하부 전극 및 데이터 패드 하부 전극과 대응하는 영역의 상기 제1 보호막 상에 제2 보호막을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 공통 전극은, 상기 데이터 라인의 상부에 중첩되도록 더 형성되고, 상기 데이터 라인과 공통 전극 사이의 상기 제1 및 제2 보호막의 두께의 합은, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이의 상기 제1 보호막의 두께보다 더 두꺼우며,
상기 공통 전극은 상기 화소 전극과 중첩되는 영역에서 상기 제1 보호막 상에 형성되며, 상기 데이터 라인과 중첩되는 영역에서 상기 제2 보호막 상에 형성되는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.A thin film transistor connected to a gate line and a data line formed so as to cross each other with a gate insulating film interposed therebetween; a common line parallel to the gate line; a gate pad lower electrode connected to the gate line; Forming a data pad lower electrode on the substrate;
Forming a pixel electrode connected to the thin film transistor in a pixel region provided at an intersection of the gate line and the data line;
Forming a thick protective film in a region other than the region corresponding to the pixel electrode except the region corresponding to the pixel electrode;
Forming a gate pad upper electrode connected to the gate pad lower electrode and a data pad upper electrode connected to the data pad lower electrode on a common electrode formed of the pixel electrode and the fringe field on the substrate having the protective film formed thereon; Including,
The step of forming the protective film
Wherein the gate electrode, the data line, the common line, the gate pad lower electrode, and the data pad lower electrode except the region corresponding to the pixel electrode correspond to the first protective film on the substrate having the pixel electrode formed thereon And forming a second protective film on the first protective film in the region where the first protective film is formed,
Wherein a sum of thicknesses of the first and second protective films between the data line and the common electrode is greater than a sum of thicknesses of the first and second protective films between the pixel electrode and the common electrode, Thicker than the thickness of the protective film,
Wherein the common electrode is formed on the first protective film in a region overlapping the pixel electrode, and is formed on the second protective film in a region overlapping the data line.
상기 보호막을 형성하는 단계는
상기 박막트랜지스터와, 상기 공통 라인과, 상기 게이트 패드 하부 전극과, 상기 데이터 패드 하부 전극이 형성된 기판 상에 제1 및 제2 보호막을 순차적으로 형성하는 단계와;
상기 제2 보호막이 단차를 가지도록, 슬릿 마스크 또는 반투과 마스크를 이용하여 상기 제2 보호막을 패터닝하는 단계와;
상기 패터닝된 제2 보호막을 마스크로 이용하여 상기 게이트 절연막 및 상기 제1 보호막을 식각하는 단계와;
상기 화소 전극과 대응하는 영역을 제외한 나머지 영역에 상기 제2 보호막이 잔존하도록 상기 제2 보호막을 에싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판의 제조 방법.The method according to claim 1,
The step of forming the protective film
Sequentially forming first and second protective films on the substrate on which the thin film transistor, the common line, the gate pad lower electrode, and the data pad lower electrode are formed;
Patterning the second protective film using a slit mask or a semi-transparent mask so that the second protective film has a step;
Etching the gate insulating layer and the first passivation layer using the patterned second passivation layer as a mask;
And etching the second protective film so that the second protective film remains in a remaining region except a region corresponding to the pixel electrode.
상기 제1 보호막은 질화실리콘 또는 산화실리콘을 포함하는 무기 절연 물질을 이용하여 3~4㎛의 두께로 형성되며, 제2 보호막은 포토 아크릴계 수지를 포함하는 유기 절연 물질을 이용하여 2~3㎛의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판의 제조 방법.The method of claim 3,
The first passivation layer is formed to a thickness of 3 to 4 탆 using an inorganic insulating material including silicon nitride or silicon oxide, and the second passivation layer is formed using an organic insulating material including a photo- Wherein the thickness of the thin film transistor substrate is less than the thickness of the thin film transistor substrate.
상기 데이터 라인과 상기 화소 전극 사이에 쉴드 패턴을 형성하는 단계를 추가로 포함하며,
상기 쉴드 패턴은 상기 게이트 라인과 동일 재질로 동일 평면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판의 제조 방법.The method according to claim 1,
Further comprising the step of forming a shield pattern between the data line and the pixel electrode,
Wherein the shield pattern is formed on the same plane with the same material as the gate line.
게이트 라인과 교차하여 화소 영역을 마련하는 데이터 라인과;
상기 게이트 라인 및 데이터 라인과 접속된 박막트랜지스터와;
상기 박막트랜지스터와 접속되며 상기 화소 영역에 위치하는 화소 전극과;
상기 화소 전극과 프린지 필드를 이루는 공통 전극과;
상기 게이트 라인과 접속된 게이트 패드와;
상기 데이터 라인과 접속된 데이터 패드와;
상기 공통 전극과 접속된 공통 라인과;
상기 화소 전극과 대응하는 영역보다 상기 화소 전극과 대응하는 영역을 제외한 나머지 영역에서 두껍게 형성되는 보호막을 구비하며,
상기 보호막은
상기 화소 전극 및 공통 전극 사이에 위치하는 제1 보호막과;
상기 화소 전극과 대응하는 영역을 제외한 상기 게이트 라인, 상기 데이터 라인, 상기 공통 라인, 상기 게이트 패드 및 데이터 패드와 대응하는 영역의 상기 제1 보호막 상에 배치되는 제2 보호막을 구비하며,
상기 공통 전극은 상기 제1 및 제2 보호막을 사이에 두고 상기 데이터 라인에 중첩되도록 더 위치하며, 상기 공통 전극과 상기 데이터 라인 사이의 상기 제1 및 제2 보호막의 두께의 합은 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이의 상기 제1 보호막의 두께보다 더 두껍게 구비되며,
상기 공통 전극은 상기 화소 전극과 중첩되는 영역에서 상기 제1 보호막 상에 배치되며, 상기 데이터 라인과 중첩되는 영역에서 상기 제2 보호막 상에 배치되는 박막트랜지스터 기판.A gate line positioned on the substrate;
A data line crossing the gate line and providing a pixel region;
A thin film transistor connected to the gate line and the data line;
A pixel electrode connected to the thin film transistor and located in the pixel region;
A common electrode forming the pixel electrode and the fringe field;
A gate pad connected to the gate line;
A data pad connected to the data line;
A common line connected to the common electrode;
And a protective layer formed thicker than a region corresponding to the pixel electrode, except for a region corresponding to the pixel electrode,
The protective film
A first protective layer disposed between the pixel electrode and the common electrode;
And a second protective film disposed on the first protective film in a region corresponding to the gate line, the data line, the common line, the gate pad, and the data pad excluding a region corresponding to the pixel electrode,
Wherein the common electrode is further positioned to overlap the data line with the first and second protective films interposed therebetween, and a sum of thicknesses of the first and second protective films between the common electrode and the data line is greater than a sum of thicknesses of the pixel electrode And a second protection layer provided between the common electrode and the second protection layer,
Wherein the common electrode is disposed on the first protective film in a region overlapping the pixel electrode, and is disposed on the second protective film in a region overlapping the data line.
상기 제1 보호막은 질화실리콘 또는 산화실리콘을 포함하는 무기 절연 물질을 이용하여 3~4㎛의 두께를 가지며, 상기 제2 보호막은 아크릴계 수지를 포함하는 유기 절연 물질을 이용하여 2~3㎛의 두께를 가지는 박막트랜지스터 기판.8. The method of claim 7,
Wherein the first protective film has a thickness of 3 to 4 탆 using an inorganic insulating material including silicon nitride or silicon oxide and the second protective film has a thickness of 2 to 3 탆 Lt; / RTI >
상기 데이터 라인과 상기 화소 전극 사이에 배치되며 상기 게이트 라인과 동일 재질로 동일 평면 상에 위치하는 쉴드 패턴을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.9. The method of claim 8,
And a shield pattern disposed between the data line and the pixel electrode and positioned on the same plane with the same material as the gate line.
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