KR102219668B1 - Thin film transistor substrate and touch device of using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개구율을 향상시킬 수 있는 박막트랜지스터 기판에 관한 것으로,
본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판은 동일한 게이트 라인에 연결되는 상하로 이웃하는 두 개의 화소 영역에 각각 형성되는 제 1 및 제 2 박막트랜지스터와 상하로 이웃하는 두 개의 화소 영역에 각각 형성된 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 화소 컨택홀을 구비한 보호막과 각각의 제1 및 제 2 박막트랜지스터과 접속되며 각 화소 별로 분리 형성된 화소 전극과 노출된 드레인 전극과 화소 전극을 전기적으로 접속시키는 연결패턴을 포함한다.
이로 인해 되는 각각의 화소 영역에 형성된 화소 컨택홀을 구비하는 종래 박막트랜지스터 기판에 대비하여 개구율 향상의 효과를 갖는다.
나아가 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판은 개구율이 향상됨으로서 고해상도의 표시장치를 구현할 수 있는 장점이 있다.The present invention relates to a thin film transistor substrate capable of improving the aperture ratio,
The thin film transistor substrate according to the present invention includes a first and a second thin film transistor formed in two vertically adjacent pixel regions connected to the same gate line, and a drain electrode of the thin film transistor formed in each of the two vertically neighboring pixel regions. And a connection pattern that is connected to each of the first and second thin film transistors and electrically connects the exposed drain electrode and the pixel electrode to the pixel electrode separately formed for each pixel, and a passivation layer having a pixel contact hole exposing the pixel contact hole.
As a result, the aperture ratio is improved compared to the conventional thin film transistor substrate having pixel contact holes formed in each pixel region.
Furthermore, the thin film transistor substrate according to the present invention has an advantage of implementing a high-resolution display device by improving an aperture ratio.
Description
본 발명은 박막트랜지스터 기판 및 이를 이용한 터치 장치에 관한 것으로, 특히 개구율을 향상시킬 수 있는 박막트랜지스터 기판에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film transistor substrate and a touch device using the same, and in particular, to a thin film transistor substrate capable of improving an aperture ratio.
다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 영상 표시 장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가볍고 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 음극선관(CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 평판 표시 장치가 각광받고 있다. A video display device that embodies a variety of information on a screen is a core technology in the information and communication era, and is developing in a direction of thinner, lighter, portable, and high-performance. Accordingly, a flat panel display device capable of reducing weight and volume, which is a disadvantage of a cathode ray tube (CRT), is in the spotlight.
평판형 표시 장치 중 액정 표시 장치는 박막트랜지스터와 접속된 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성되는 전계에 의해 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다.Among flat panel displays, the liquid crystal display displays an image by adjusting the light transmittance of the liquid crystal by an electric field formed between a pixel electrode and a common electrode connected to the thin film transistor.
표시 장치에 있어서 해상도라 함은 단위 면적당 표시되는 화소수 (PPI:pixel per inch)로 정의되며, 고해상도 제품이라 함은 통상 200PPI(pixel per inch) 이상인 제품을 의미하고 있다.In a display device, the resolution is defined as the number of pixels displayed per unit area (PPI: pixel per inch), and the high-resolution product generally refers to a product having a pixel per inch (PPI) or more.
표시 장치에 있어서 고해상도를 구현하기 위해서는 단위 면적당 구현되는 화소 영역의 수를 늘려야 하므로 이를 실현시키기 위해서는 각 화소 영역의 크기를 줄여야 하지만, 화소 영역의 크기를 줄이는 것은 표시장치를 이루는 구성요소와 이들 구성요소의 배치 및 화소 영역의 개구율 등이 고려되어야 하므로 어려움이 있는 실정이다.In a display device, in order to realize a high resolution, the number of pixel areas implemented per unit area must be increased. To realize this, the size of each pixel area must be reduced. However, reducing the size of the pixel area consists of components constituting the display device and these components. It is difficult to consider the arrangement of and the aperture ratio of the pixel area.
특히, 표시장치 중 액정표시장의 경우, 개구율은 고해상도를 구현하기 위한 매우 중요한 요소가 되고 있으며, 고해상도 제품 구현을 위해선 우선적으로 고개구율 특성이 확보되어야 한다.In particular, in the case of a liquid crystal display among display devices, the aperture ratio has become a very important factor for realizing a high resolution, and in order to realize a high resolution product, a high aperture ratio characteristic must be secured first.
화소 컨택홀은 각 화소 영역(P) 내에 하나씩 구비되고 있으므로 개구율을 저감시키는 요인이 되고 있다.Since one pixel contact hole is provided in each pixel region P, it is a factor of reducing the aperture ratio.
따라서, 화소 컨택홀이 서로 상하로 이웃하는 2개의 화소 영역에 대해 하나씩 형성되는 구성을 가지는 구조가 제안되었다.Accordingly, a structure in which pixel contact holes are formed one by one for two pixel regions adjacent to each other up and down has been proposed.
하지만, 전술한 구성을 갖는 종래의 박막트랜지스터 기판은 상하로 형성되는 화소 전극을 구현 시 불량 및 개구율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.However, the conventional thin film transistor substrate having the above-described configuration may cause defects and a problem of lowering the aperture ratio when implementing pixel electrodes formed upward and downward.
도 1을 참조하면 이웃하는 화소 전극(12) 간에 불량 방지를 위해 요구되는 최소 거리(d1)과 동일한 거리(M2)로 마스크를 설계하여 패터닝을 한다면 화소 컨택홀 내부에 형성되는 화소 전극은 홀 내부 단차로 인해 실제 화소 영역간의 거리(d3)가 최소 거리보다 더 작아지므로 (d3<d1) 쇼트를 일으키는 문제가 발생할 수 있다.Referring to FIG. 1, if a mask is designed and patterned at a distance M2 equal to the minimum distance d1 required to prevent defects between neighboring
따라서, 도 1의 상하로 형성되는 화소 전극(12)간 쇼트 문제를 해결하기 위하여 마스크를 설계 시 마진을 더 두고 거리(M2+a)를 형성하면 상하로 공유하는 화소 컨택홀의 면적도 커지게 되어 개구율을 저감시키는 문제가 발생할 수 있다.Therefore, in order to solve the short circuit problem between the upper and
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 개구율을 향상시킬 수 있는 박막트랜지스터 기판 및 이용한 터치 장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and to provide a thin film transistor substrate and a touch device using which can improve the aperture ratio.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판은 동일한 게이트 라인에 연결되는 상하로 이웃하는 두 개의 화소 영역에 각각 형성되는 제 1 및 제 2 박막트랜지스터와 상하로 이웃하는 두 개의 화소 영역에 각각 형성된 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 화소 컨택홀을 구비한 보호막과 각각의 제1 및 제 2 박막트랜지스터과 접속되며 각 화소 별로 분리 형성된 화소 전극과 노출된 드레인 전극과 화소 전극을 전기적으로 접속시키는 연결패턴을 포함한다.In order to achieve the above object, the thin film transistor substrate according to the present invention is provided in the first and second thin film transistors and two vertically adjacent pixel regions respectively formed in two vertically adjacent pixel regions connected to the same gate line. A protective film having a pixel contact hole exposing the drain electrode of each formed thin film transistor, and connected to each of the first and second thin film transistors, and a connection that electrically connects the pixel electrode separately formed for each pixel and the exposed drain electrode and the pixel electrode Includes the pattern.
상기 연결 패턴은 상하로 이웃하는 두 개의 화소 영역에 각각 형성되는 제 1 및 제 2 박막트랜지스터 중 적어도 하나 이상의 드레인 전극 상부에 형성되는 것을 특징으로 한다.The connection pattern may be formed on at least one drain electrode of the first and second thin film transistors respectively formed in two adjacent pixel regions vertically.
상기 게이트 라인은 각각 상하로 분기되어 형성되는 게이트 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이때 화소 컨택홀은 게이트 라인과 수직으로 중첩하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.Each of the gate lines is characterized in that it includes a gate electrode formed by branching upward and downward. At this time, the pixel contact hole is characterized in that it vertically overlaps the gate line.
또한, 박막트랜지스터 기판의 제2 실시 예는 상기 연결 패턴이 이중층으로 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the second embodiment of the thin film transistor substrate is characterized in that the connection pattern is formed as a double layer.
또한 이중층의 상부 전극 및 하부 전극은 동일한 면적으로 패터닝되는 것을 특징으로 한다.Also, the upper electrode and the lower electrode of the double layer are patterned to have the same area.
본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판은 화소 컨택홀이 상하로 이웃하는 2개의 화소 영역에 대해 하나씩 형성되는 구성을 가지며, 각 박막트랜지스터를 구성하는 구성요소 중 소스 전극은 화소 영역의 경계에 형성되는 데이터 배선 그 자체가 됨으로서 각 화소 영역별로 드레인 콘택홀이 구비되며 데이터 배선에서 분기하여 소스 전극이 형성되는 종래 박막트랜지스터 기판에 대비하여 개구율 향상의 효과를 갖는다.The thin film transistor substrate according to the present invention has a configuration in which pixel contact holes are formed one for two pixel regions adjacent to each other up and down, and a source electrode among the components constituting each thin film transistor is a data line formed at the boundary of the pixel region. By itself, a drain contact hole is provided for each pixel region, and the aperture ratio is improved compared to a conventional thin film transistor substrate in which a source electrode is formed by branching from a data line.
나아가 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판은 개구율이 향상됨으로서 고해상도의 표시장치를 구현할 수 있는 장점이 있다.Furthermore, the thin film transistor substrate according to the present invention has an advantage of implementing a high-resolution display device by improving an aperture ratio.
본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판에서는 연결 패턴이 화소 컨택홀 내부에 형성되므로 화소 컨택홀의 면적을 최소화 하면서 상하로 이웃한 화소 전극간 쇼트 발생을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 최소 면적의 화소 컨택홀을 형성하므로 보호막의 노광량을 줄일 수 있으며, 공정 시간을 줄일 수 있다.In the thin film transistor substrate according to the present invention, since the connection pattern is formed inside the pixel contact hole, it is possible to minimize the area of the pixel contact hole and prevent the occurrence of a short between the vertically adjacent pixel electrodes. Accordingly, in the present invention, since the pixel contact hole of the smallest area is formed, the exposure amount of the protective layer can be reduced, and the process time can be reduced.
또한, 연결 패턴은 터치 센싱 라인 형성할 때와 동일한 금속으로 형성하되, 형성되는 영역이 달라지므로 연결 패턴을 위한 별도의 금속층 및 마스크 추가 없으므로 제조비용이 절감되는 효과를 제공한다.In addition, the connection pattern is formed of the same metal as when the touch sensing line is formed, but since a region to be formed is different, a separate metal layer and a mask for the connection pattern are added, thereby reducing manufacturing cost.
또한, 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판은 폴리실리콘의 반도체층을 일 구성요소로 함으로서 비정질 실리콘을 반도체층으로 하는 박막트랜지스터 기판 대비 캐리어의 이동도 특성이 향상되는 효과가 있으며, 폴리실리콘의 반도체층을 구비한 박막트랜지스터를 구성하면서도 이중 게이트 구조를 구현함으로서 누설전류에 의한 오프 전류 값이 증가되는 것을 억제시키는 효과를 갖는다.In addition, the thin film transistor substrate according to the present invention has the effect of improving the mobility characteristics of carriers compared to the thin film transistor substrate using amorphous silicon as a semiconductor layer by using the semiconductor layer of polysilicon as a component, and the semiconductor layer of polysilicon It has an effect of suppressing an increase in an off current value due to leakage current by implementing a double gate structure while configuring the provided thin film transistor.
도 1은 종래 기술에 따른 박막트랜지스터 기판을 나타내는 단면도이다.
도 2은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 박막트랜지스터 기판을 나타내는 평면도이다.
도 3는 도 1에서 선"Ⅰ-Ⅰ'"를 따라 절단한 박막트랜지스터 기판을 나타내는 단면도이다.
도 4a 및 도 4e는 도 3에 도시된 박막트랜지스터 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 박막트랜지스터 기판을 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a thin film transistor substrate according to the prior art.
2 is a plan view showing a thin film transistor substrate according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a thin film transistor substrate cut along the line “I-I” in FIG. 1.
4A and 4E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the thin film transistor substrate shown in FIG. 3.
5 is a cross-sectional view illustrating a thin film transistor substrate according to a second embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2은 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판을 나타내는 평면도이며, 도 3는 도 2에서 선"Ⅰ-Ⅰ'"를 따라 절취한 박막트랜지스터 기판을 나타내는 단면도이다.2 is a plan view showing a thin film transistor substrate according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing the thin film transistor substrate taken along line “I-I” in FIG. 2.
도 2 및 도 3에 도시된 박막트랜지스터 기판은 박막트랜지스터, 연결 패턴, 공통 전극, 터치 센싱 라인 및 화소 전극을 구비한다.The thin film transistor substrate shown in FIGS. 2 and 3 includes a thin film transistor, a connection pattern, a common electrode, a touch sensing line, and a pixel electrode.
게이트 라인(102) 및 데이터 라인(104)은 층간 절연막(116)을 사이에 두고 교차하여 각 화소 영역을 정의한다. 게이트 라인(102)은 각 화소 영역의 박막트랜지스터의 게이트 전극(106)에 스캔 신호를, 데이터 라인(104)은 각 화소 영역의 박막트랜지스터의 소스 전극(108)에 데이터 신호를 공급한다.The
박막트랜지스터 기판은 상하로 인접하는 화소 영역에 동일한 게이트 라인에 연결되는 제1 및 제2 박막트랜지스터를 포함한다.The thin film transistor substrate includes first and second thin film transistors connected to the same gate line in pixel regions adjacent to each other in the vertical direction.
박막트랜지스터는 게이트 라인(102)의 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(104)의 데이터 신호가 화소 전극(122)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, 박막트랜지스터는 게이트 전극(106A, 106B), 소스 전극(108), 드레인 전극(110) 및 액티브층(114)을 구비한다,The thin film transistor causes the data signal of the
게이트 전극은 게이트 라인(102)에 포함되는 다수개의 게이트 전극을 구비한다. 본 발명에서는 2개의 게이트 전극, 즉 제1 및 제2 게이트 전극(106A, 106B)을 구비하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.The gate electrode includes a plurality of gate electrodes included in the
제1 게이트 전극(106A)은 액티브층의 제1 채널 영역(114A)과 중첩되며, 제2 게이트 전극(106B)은 액티브층의 제2 채널 영역(114B)과 중첩된다.The
게이트 전극에는 게이트 라인으로부터의 스캔 신호가 공급된다. 이 게이트 전극은 게이트 절연막(112)을 사이에 두고 액티브층의 채널 영역과 중첩된다.A scan signal from the gate line is supplied to the gate electrode. This gate electrode overlaps the channel region of the active layer with the
소스 전극(108)은 데이터 라인(104)의 일부로 형성되며, 층간 절연막(116) 및 게이트 절연막(112)을 관통하는 소스 컨택홀(124S)을 통해 액티브층과 접속된다.The
드레인 전극(110)은 층간 절연막(116) 및 게이트 절연막(112)을 관통하는 드레인 컨택홀(124D)을 통해 액티브층과 접속된다. 또한 드레인 전극(110)은 화소 컨택홀(142H)에 형성되는 연결 패턴(155)을 통해 화소 전극과 접속된다.The
액티브층(114)은 소스 전극(108)과 드레인 전극(110) 사이에 채널을 형성한다. 이 액티브층(114)은 도 2에 도시된 바와 같이 버퍼막(126) 상에 "ㄱ"자 또는 역"ㄱ"자 형태로 형성되거나, 다른 형태로도 형성가능하다. 액티브층(114)은 폴리 실리콘 박막으로 구비됨으로서 비정질 실리콘 박막 대비 이동도 특성이 향상된다.The active layer 114 forms a channel between the
버퍼막(126)은 유리 또는 폴리이미드(PI) 등과 같은 플라스틱 수지로 형성된 기판(101) 상에 산화 실리콘 또는 질화 실리콘으로 단층 또는 복층 구조로 형성된다. 이 버퍼막(126)은 기판(101)에서 발생하는 수분 또는 불순물의 확산을 방지하거나 결정화시 열의 전달 속도를 조절함으로써, 액티브층(114)의 결정화가 잘 이루어질 수 있도록 하는 역할을 한다.The
보호막은 개구율을 향상시키고 외부로부터의 수분 유입을 차단하여 박막트랜지스터를 보호한다. 이러한 보호막은 다층 구조로 형성되며, 본 발명에서는 제1 및 제2 무기 보호막(118,138)과, 유기 보호막(128)을 구비하는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. The protective film protects the thin film transistor by improving the aperture ratio and blocking the inflow of moisture from the outside. Such a protective layer is formed in a multilayer structure, and in the present invention, a case in which the first and second inorganic
제1 및 제2 무기 보호막(118,138)은 성긴 결합 구조의 유기 절연 물질보다 조밀한 결합 구조를 가지는 무기 절연 물질로 형성된다. 제1 무기 보호막(118)은 SiNx 또는 SiOx와 같은 무기 절연 재질로 형성되며, 성긴 구조의 유기 절연 물질로 형성되는 유기 보호막(128)을 통해 외부로부터 유입되는 수분을 차단하여 박막트랜지스터를 구성하는 전극들의 부식을 방지한다. 유기 보호막(128)은 포토아크릴(PAC)과 같은 유기절연물질로 형성되어 하부기판을 평탄화시키며, 제1 무기 보호막(118)과 함께 외부로부터 유입되는 수분을 차단함과 아울러 화소 전극(122)과 공통 전극(130) 사이를 절연한다. The first and second inorganic
이때, 제1 무기 보호막 및 유기 보호막(118, 128)에 상하로 이웃하는 화소에 형성된 각각의 박막트랜지스터의 드레인 전극(110)을 노출시키는 화소 컨택홀(142H)을 구비한다. 이러한 제1 무기 보호막 및 유기 보호막(118, 128)에 구비되는 화소 컨택홀(142H)은 서로 상하로 인접하여 구성되는 2개의 화소 영역에 대해 하나만이 형성되는 것이 특징이다.In this case, a
이렇게 상하로 위치하는 2개의 화소 영역(P1, P2)에 대해 형성되는 하나의 화소 컨택홀(142H)은 종래의 박막트랜지스터 기판의 각 화소영역에 구비되는 하나의 화소 컨택홀의 면적보다는 크지만 2개의 화소 영역에 구비되는 2개의 화소 컨택홀 의 면적보다는 작으므로 표시영역 전면을 기준으로 할 때 종래의 박막트랜지스터 기판 대비 개구율이 향상된다.One
연결 패턴(155)은 화소 컨택홀(142H) 내부에 형성되며, 제1 및 제2 박막트랜지스터 중 적어도 하나 이상에 형성된다. 이 연결 패턴(155)은 상하로 이웃한 화소에 각각 형성된 화소 전극(122)간의 쇼트를 방지하면서 화소 컨택홀(142H)의 면적이 증가하는 것을 막음으로 더욱더 개구율을 향상시키는 효과를 갖는다.The
본 발명에서는 최소 면적의 화소 컨택홀을 형성하므로 보호막의 노광량을 줄일 수 있으며, 공정 시간을 줄일 수 있다.In the present invention, since the pixel contact hole of the smallest area is formed, the exposure amount of the protective layer can be reduced and the process time can be reduced.
연결 패턴은 터치 센싱 라인 형성할 때와 동일한 금속으로 형성하되, 형성되는 영역이 달라지므로 연결 패턴을 위한 별도의 금속층 및 마스크 추가 없으므로 제조비용이 절감되는 효과를 제공한다.The connection pattern is formed of the same metal as when the touch sensing line is formed, but since a region to be formed is different, a separate metal layer and a mask are added for the connection pattern, thereby reducing manufacturing cost.
또한, 연결 패턴(155)은 제1 및 제2 박막트랜지스터 중 적어도 하나 이상에 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 화소 컨택홀 내에 연결 패턴과 연결된 화소 전극이 이웃한 화소 전극보다 길이가 짧은 것을 특징으로 한며, 상기 제 1 트랜지스터의 드레인 컨택홀에 접속하는 화소 전극은 상기 제 2 박막트랜지스터의 드레인 컨택홀에 접속하는 화소 전극에 대비하여 길이가 짧은 것을 특징으로 한다.In addition, the pixel electrode connected to the connection pattern in the pixel contact hole is characterized in that the length is shorter than that of the adjacent pixel electrode, and the pixel electrode connected to the drain contact hole of the first transistor is in the drain contact hole of the second thin film transistor. It is characterized in that the length is short compared to the pixel electrode to be connected.
화소 전극(122)은 게이트 라인(102) 및 데이터 라인(104)의 교차로 마련된 각 화소 영역의 제2 무기 보호막(138) 상에 형성된다. 이 화소 전극(122)은 화소 컨택홀(142H)를 통해 노출된 드레인 전극(110)과 전기적으로 접속된다. 여기서, 화소 컨택홀(142H)는 제1 및 제2 무기 보호막(118,138)과 유기 보호막(128)을 관통하도록 형성되어 드레인 전극(110)을 노출시킨다. 또한 화소 전극은 핑거 형상의 다수의 핑거부를 구비한다.The
구체적으로, 제1 및 제2 박막트랜지스터 중 한 픽셀의 화소 전극(122)은 화소 컨택홀(142H)를 통해 노출된 연결 패턴과 전기적으로 접속되며, 다른 픽셀의 화소 전극(122)은 화소 컨택홀(142H)를 통해 노출된 드레인 전극(110)과 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 한다.Specifically, the
공통 전극(130)은 화소 컨택홀(142H)이 형성되는 영역을 제외한 나머지 영역의 유기 보호막(128) 상에서 형성된다. 이에 따라, 공통 전극(130)은 별도의 공통 라인 없이 인접한 화소 영역의 공통 전극(136)과 일체화되어 전기적으로 연결된다. 그리고, 공통 전극(130)은 각 화소 영역에서 제2 무기 보호막(138)을 사이에 두고 화소 전극(122)과 중첩되어 프린지 필드를 형성한다. 이에 따라, 공통 전압이 공급된 공통 전극(130)은 박막트랜지스터를 통해 화소 전압 신호가 공급되는 화소 전극(122)과 프린지 필드를 형성하여 박막트랜지스터 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 계조를 구현하게 된다.The
터치 센싱 라인(150)은 공통 전극(130) 상에 공통 전극(130)과 직접 접촉하도록 형성된다. 이 터치 센싱 라인(150)은 인접한 화소 영역들의 공통 전극들(130)을 전기적으로 연결하여 비표시기간에 공통 전극(130)이 터치 센싱 전극으로 이용될 수 있도록 한다.The
즉, 비표시 기간 동안에 터치 센싱 라인(150)에 의해 접속된 각 화소 영역의 공통전극들(130)을 터치 센싱 전극으로 구동시켜 사용자의 터치에 따른 정전 용량의 변화를 감지한다. 그리고, 사용자의 터치에 따른 터치 정전 용량과 기준 정전 용량을 비교하여 터치 위치를 검출한다.That is, during the non-display period, the
도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판의 제조 방법은 도 에 도시된 박막트랜지스터 기판을 예로 들어 설명하기로 한다.4A to 4E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to the present invention. A method of manufacturing a thin film transistor substrate according to the present invention will be described by taking the thin film transistor substrate shown in FIG.
박막트랜지스터는 게이트 라인(102)의 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(104)의 데이터 신호가 화소 전극(122)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, 박막트랜지스터는 게이트 전극(106A, 106B), 소스 전극(108), 드레인 전극(110) 및 액티브층(114)을 구비한다,The thin film transistor causes the data signal of the
도 4a를 참조하면, 기판 상에 버퍼막(126)이 형성되고, 그 위에 액티브층(114A, 114B)이 형성된다.Referring to FIG. 4A, a
구체적으로, 기판 상에 LPCVD(Low Pressure Chemical Vpeor Deposition), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vpeor Deposition) 등의 방법을 통해 버퍼막(126) 및 아몰퍼스 실리콘 박막이 순차적으로 형성된다. 그런 다음, 아몰퍼스 실리콘 박막을 결정화함으로써 폴리 실리콘 박막으로 형성된다. 그리고, 폴리 실리콘 박막을 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 패터닝함으로써 액티브층(114A, 114B)이 형성된다.Specifically, a
액티브층이 형성된 버퍼막(126) 상에 게이트 절연막(112)이 형성되고, 그 위에 제1 및 제2 게이트 전극(106A, 106B)을 포함하는 게이트 라인(102)이 형성된다.A
제1 및 제2 게이트 전극(106A, 106B)을 포함하는 게이트 라인(102)이 형성된 게이트 절연막(112) 상에 소스 컨택홀(124S) 및 드레인 컨택홀(124D)을 가지는 층간 절연막(116)이 형성된다.An interlayer insulating
구체적으로, 게이트 라인(102)이 형성된 게이트 절연막(112) 상에 PECVD 등의 방법으로 층간 절연막(116)이 형성된다. 그런 다음, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 층간 절연막(116) 및 게이트 절연막(112)이 패터닝됨으로써 소스 컨택홀(124S) 및 드레인 컨택홀(124D)이 동시에 형성된다. 여기서, 드레인 컨택홀(124D)은 층간 절연막(116) 및 게이트 절연막(112)을 관통하여 액티브층(114A, 114B)을 노출시킨다.Specifically, an
층간 절연막(116) 상에 소스 전극(108), 드레인 전극(110) 및 데이터 라인(104)이 형성된다.A
구체적으로, 소스 컨택홀(124S) 및 드레인 컨택홀(124D)을 가지는 층간 절연막(116) 상에 스퍼터링 등의 증착 방법으로 소스/드레인 금속층이 형성된다. 소스/드레인 금속층으로는 Mo, Ti, Cu, AlNd, Al, Cr 또는 이들의 합금과 같이 금속 물질이 단일층으로 이용되거나, 또는 이들을 이용하여 다층 구조로 이용된다. 그런 다음, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 소스/드레인 금속층 패터닝함으로써 층간 절연막(116) 상에 소스 전극(108), 드레인 전극(110) 및 데이터 라인(104)이 형성된다.Specifically, a source/drain metal layer is formed on the
상기 박막트랜지스터 기판은 상하로 인접하는 화소 영역에 동일한 게이트 라인에 연결되는 제1 및 제2 게이트 전극을 포함하며, 상하로 인접하는 화소 영역에 동일한 게이트 라인에 연결되는 제1 및 제2 박막트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The thin film transistor substrate includes first and second gate electrodes connected to the same gate line in pixel regions adjacent vertically, and first and second thin film transistors connected to the same gate line in pixel regions vertically adjacent to each other. It characterized in that it includes.
도 4b를 참조하면, 상하로 이웃하는 제1 및 제2 박막트랜지스터의 소스 전극(108), 드레인 전극(110) 및 데이터 라인(104)이 형성된 층간 절연막(116) 상에 화소 컨택홀(142H)를 가지는 제1 무기 보호막(118) 및 유기 보호막(128)이 형성된다.Referring to FIG. 4B, a
구체적으로, 소스 전극(108), 드레인 전극(110) 및 데이터 라인(104)이 형성된 층간 절연막(116) 상에 SiNx 또는 SiOx와 같은 무기 절연 물질을 전면 증착함으로써 제1 무기 보호막(118)이 형성된다. 그런 다음, 제1 무기 보호막(118) 상에 포토아크릴 등과 같은 유기 절연 물질이 전면 도포됨으로써 유기 보호막(128)이 형성된다. 그런 다음, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 유기 보호막(128)이 선택적으로 패터닝한다. 이어서 제1 무기 보호막(118) 및 유기 보호막(128)은 서로 다른 특성의 재질로 형성되므로, 제1 무기 보호막(118) 및 유기 보호막(128)은 서로 다른 공정 조건에서 패터닝하여 화소 컨택홀(142H)을 형성한다. 여기서, 화소 컨택홀(142H)은 상하로 이웃하는 제1 및 제2 박막트랜지스터의 유기 보호막(128) 및 제1 무기 보호막(118)을 관통하여 제1 및 제2 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시킨다.Specifically, the first inorganic
도 4c를 참조하면, 유기 보호막(128) 상에 공통 전극(130)이 형성된다.Referring to FIG. 4C, a
구체적으로, 유기 보호막(128) 상에 스퍼터링 등의 증착 방법으로 ITO등과 같은 투명 금속층이 형성된다. 그 투명 금속층이 화소 컨택홀(142H)이 형성되는 영역을 제외한 나머지 영역에 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 패터닝함으로써 공통 전극(130)이 형성된다. Specifically, a transparent metal layer such as ITO is formed on the organic
도 4d를 참조하면, 공통전극(130) 상에 터치 센싱 라인(150) 및 화소 컨탤홀(142H) 내에 연결 패턴(155)이 형성된다.Referring to FIG. 4D, a
구체적으로, 스퍼터링 등의 증착 방법으로 불투명 금속층이 형성된다. 이 때 금속층으로는 Mo, Ti, Cu, AlNd, Al, Cr 또는 이들의 합금과 같이 금속 물질이 단일층으로 이용되거나, 또는 이들을 이용하여 다층 구조로 이용된다. 그런 다음, 포토리소그래피 공정으로 형성된 포토레지스트 패턴을 이용한 식각 공정을 통해 금속층을 패터닝함으로써 터치 센싱 라인(150) 및 연결 패턴(155)이 형성된다.Specifically, an opaque metal layer is formed by a vapor deposition method such as sputtering. At this time, as the metal layer, a metal material such as Mo, Ti, Cu, AlNd, Al, Cr, or an alloy thereof is used as a single layer, or a multilayer structure is used using these. Then, the
도 4e를 참조하면, 터치 센싱 라인(150) 및 연결 패턴(155)이 형성된 기판 상에 제2 무기 보호막(138)을 형성한 후 화소 전극(122)을 형성한다.Referring to FIG. 4E, after forming the second inorganic
구체적으로, 터치 센싱 라인(150) 및 연결 패턴(155)이 형성된 기판 상에 SiNx 또는 SiOx와 같은 무기 절연 물질이 전면 도포됨으로써 제2 무기 보호막(138)이 형성된다. 그런 다음, 포토리소그래피 공정으로 형성된 포토레지스트 패턴을 이용한 식각 공정을 통해 드레인 전극(110) 및 연결 패턴(155)을 노출시키는 화소 컨택홀(142H)이 형성된다.Specifically, the second inorganic
이어서, 제2 무기 보호막(138)상에 화소 전극(122)이 형성된다.Subsequently, a
구체적으로, 제2 무기 보호막(138) 상에 스퍼터링 등의 증착 방법으로 ITO 등과 같은 투명 금속층이 형성된다. 그런 다음, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 투명 금속층이 패터닝됨으로써 화소 전극(122)이 형성된다. 제1 및 제2 박막트랜지스터 중 한 픽셀의 화소 전극(122)은 화소 컨택홀(142H)를 통해 노출된 연결 패턴과 전기적으로 접속되며, 다른 픽셀의 화소 전극(122)은 화소 컨택홀(142H)를 통해 노출된 드레인 전극(110)과 전기적으로 접속되는 것을 틀징으로 한다.Specifically, a transparent metal layer such as ITO is formed on the second inorganic
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 박막트랜지스터 기판을 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a thin film transistor substrate according to a second embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 박막트랜지스터 기판은 도 2에 도시된 박막트랜지스터 기판과 대비하여 연결 패턴이 이중층으로 형성되는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The thin film transistor substrate shown in FIG. 5 has the same components as the thin film transistor substrate shown in FIG. 2 except that the connection pattern is formed in a double layer. Accordingly, detailed descriptions of the same components will be omitted.
상기 기판(101)의 각 화소 영역에는 상기 버퍼막(126)상에 형성되어, 상기 액티브층(114A, 114B), 제1 및 제2 게이트 전극(106A, 106B) 및 소스/드레인 전극(108, 110)을 포함하는 제 1 및 제 2 박막트랜지스터와 연결패턴, 공통 전극, 터치 센싱 라인 및 화소 전극을 구비한다.Each pixel region of the
여기서, 제 1 및 제 2 박막트랜지스터가 형성된 기판 상에 드레인 전극(110)을 노출시키는 화소 컨택홀(142H) 및 제2 보호층(128) 상에 투명 전도성 물질과 불투명 전도성 물질을 차례로 형성한다. 그리고, 마스크 공정으로 불투명 전도성 물질과 투명 도정성 물질을 동시에 패터닝 하여 연결 패턴(155)를 형성하고, 불투명 전도성 물질을 패터닝하여 터치 센싱 전극(150)을 형성하고, 투명 전도성 물질을 패터닝하여 공통 전극(130)을 형성한다. 이 때, 하프톤 마스크를 이용하는 것이 바람직하다.Here, a transparent conductive material and an opaque conductive material are sequentially formed on the
구체적으로, 제 2 보호층(128) 상에 투명 전도성 물질과 불투명 전도성 물질을 차례로 형성한다. 투명 전도성 물질은 틴 옥사이드(Tin Oxide: TO), 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide: ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zin Oxide: IZO), 인듐 틴 징크 옥사이드(Indium Tin Zind Oxide: ITZO) 등과 같은 물질이다. 그리고, 불투명 전도성 물질은 Mo, Ti, u, AlNd, Al, r, Mo 합금, u 합금, Al 합금 등이다. Specifically, a transparent conductive material and an opaque conductive material are sequentially formed on the second
그리고, 하프톤 마스크를 이용하여 불투명 전도성 물질 상에 제 1 포토 레지스트 패턴을 형성한다. 제 1 포토 레지스트 패턴은 공통 전극(130), 연결 패턴(155)을 형성하고자 하는 영역에만 대응되도록 형성된다. Then, a first photoresist pattern is formed on the opaque conductive material using a halftone mask. The first photoresist pattern is formed to correspond only to regions in which the
그리고, 제 1 포토 레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 노출된 불투명 전도성 물질 및 투명 전도성 물질을 제거한다. 이어, 제 1 포토 레지스트 패턴을 애싱(Ashing)하여, 터치 센싱 전극(150)을 형성하고자 하는 영역에만 남아있는 제 2 포토 레지스트 패턴을 형성한다. 그리고, 제 2 포토 레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 노출된 불투명 전도성 물질을 제거하여, 투명 전도성 물질로만 이루어진 공통 전극(130)을 형성한다. 그리고, 제 2 포토 레지스트 패턴을 제거하여 연결 패턴(155)을 형성한다.Then, the exposed opaque conductive material and transparent conductive material are removed using the first photoresist pattern as a mask. Subsequently, by ashing the first photoresist pattern, a second photoresist pattern remaining only in an area where the
구체적으로, 연결 패턴(155)는 드레인 콘택홀(124D)을 통해 노출된 드레인 전극(110)과 접속되며, 통 전극 형태로 형성된다. 그리고, 연결 패턴(155)은 드레인 컨택홀(124D)에 의해 노출된 드레인 전극(110)과 화소 전극(122)을 서로 연결시키기 위한 것으로, 하프톤 공정에 의해서 상부 전극(157) 및 하부 전극(137)을 포함하는 이중층으로 형성된다. Specifically, the
한편, 본 발명은 프린지 전계형 액정 표시 패널을 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 수평 전계형 등 공통 전극 및 화소 전극이 동일 기판 상에 위치하는 모든 액정 표시 패널에 적용 가능하다.Meanwhile, the present invention has been described by taking a fringe electric field type liquid crystal display panel as an example, but it is applicable to all liquid crystal display panels in which common electrodes and pixel electrodes such as a horizontal electric field type are positioned on the same substrate.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.The above description is only illustrative of the present invention, and various modifications may be made without departing from the technical spirit of the present invention by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs. Therefore, the embodiments disclosed in the specification of the present invention are not intended to limit the present invention. The scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technologies within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
155: 연결 패턴 122: 화소 전극
110: 드레인 전극 136: 공통 전극
150: 터치 센싱 전극 114A, 114B: 액티브층
142H: 화소 컨택홀155: connection pattern 122: pixel electrode
110: drain electrode 136: common electrode
150:
142H: pixel contact hole
Claims (9)
상기 게이트 라인 중 동일한 게이트 라인에 연결되는 제1 및 제2 박막트랜지스터와;
상기 제 1 및 제 2 박막트랜지스터를 덮고 각 박막트랜지스터의 드레인 전극들을 하나의 화소 컨택홀로 노출하는 유기보호막과;
상기 제1 및 제2 박막트랜지스터와 접속되며 각 화소 별로 분리된 화소 전극과;
상기 제1 및 제2 박막트랜지스터 중 적어도 하나의 드레인 전극과 상기 화소 전극을 전기적으로 연결하는 연결 패턴을 가지는 박막트랜지스터 기판.A gate line and a data line defining a pixel area;
First and second thin film transistors connected to the same gate line among the gate lines;
An organic passivation layer covering the first and second thin film transistors and exposing drain electrodes of each of the thin film transistors through one pixel contact hole;
A pixel electrode connected to the first and second thin film transistors and separated for each pixel;
A thin film transistor substrate having a connection pattern electrically connecting at least one drain electrode of the first and second thin film transistors to the pixel electrode.
상기 화소 컨택홀 내에 연결 패턴과 연결된 화소 전극이 이웃한 화소 전극보다 길이가 짧은 박막트랜지스터 기판.The method of claim 1,
A thin film transistor substrate in which a pixel electrode connected to a connection pattern in the pixel contact hole is shorter than an adjacent pixel electrode.
상기 제 1 트랜지스터의 드레인 컨택홀에 접속하는 화소 전극은 상기 제 2 박막트랜지스터의 드레인 컨택홀에 접속하는 화소 전극에 대비하여 길이가 짧은 박막트랜지스터 기판.The method of claim 1,
The pixel electrode connected to the drain contact hole of the first transistor is shorter in length than the pixel electrode connected to the drain contact hole of the second thin film transistor.
상기 드레인 컨택홀은 각각 게이트 라인의 상하에 동일한 거리를 가지는 박막트랜지스터 기판.The method of claim 3,
The drain contact hole is a thin film transistor substrate having the same distance above and below a gate line, respectively.
상기 화소 전극과 전계를 형성하는 공통 전극과;
상기 공통 전극상에 직접 접촉하도록 형성되며, 상기 공통 전극이 터치 센싱 전극으로 구동되도록 인접한 화소의 공통 전극들을 연결하는 터치 센싱 라인을 가지는 박막트랜지스터 기판.The method of claim 1,
A common electrode forming an electric field with the pixel electrode;
A thin film transistor substrate formed to directly contact the common electrode and having a touch sensing line connecting common electrodes of adjacent pixels so that the common electrode is driven as a touch sensing electrode.
상기 연결 패턴은 상부 전극과 하부 전극의 이중층으로 형성되고, 상기 상부 전극은 터치 센싱 라인과 동일한 재료이며, 상기 하부 전극은 상기 공통 전극과 동일한 재료인 박막트랜지스터 기판.The method of claim 5,
The connection pattern is formed of a double layer of an upper electrode and a lower electrode, the upper electrode is of the same material as the touch sensing line, and the lower electrode is of the same material as the common electrode.
상기 게이트 라인은 각각 상하로 분기되는 게이트 전극을 구비하는 박막트랜지스터 기판.The method of claim 1,
Each of the gate lines is a thin film transistor substrate having a gate electrode branched vertically.
상기 게이트 라인 중 동일한 게이트 라인에 연결되는 제1 및 제2 박막트랜지스터와;
상기 제 1 및 제 2 박막트랜지스터를 덮고 각 박막트랜지스터의 드레인 전극들을 하나의 화소 컨택홀로 노출하는 유기보호막과;
상기 제1 및 제2 박막트랜지스터와 접속되며 각 화소 별로 분리된 화소 전극과;
상기 제1 및 제2 박막트랜지스터 중 적어도 하나의 드레인 전극과 상기 화소 전극을 전기적으로 연결하는 연결 패턴을 가지는 박막트랜지스터 기판과;
상기 화소 전극과 전계를 형성하는 공통 전극과;
상기 공통 전극상에 직접 접촉하도록 형성되며, 상기 공통 전극이 터치 센싱 전극으로 구동되도록 인접한 화소의 공통 전극들을 연결하는 터치 센싱 라인을 가지는 터치 장치.A gate line and a data line defining a pixel area;
First and second thin film transistors connected to the same gate line among the gate lines;
An organic passivation layer covering the first and second thin film transistors and exposing drain electrodes of each of the thin film transistors through one pixel contact hole;
A pixel electrode connected to the first and second thin film transistors and separated for each pixel;
A thin film transistor substrate having a connection pattern electrically connecting at least one of the first and second thin film transistors to the pixel electrode;
A common electrode forming an electric field with the pixel electrode;
A touch device having a touch sensing line formed to directly contact the common electrode and connecting common electrodes of adjacent pixels so that the common electrode is driven as a touch sensing electrode.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |