KR20010100614A - 액정 표시 장치용 기판 - Google Patents

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Abstract

절연 기판 위에 가로 방향으로 이중의 게이트선이 형성되어 있고, 게이트선 사이에 용장 데이터선이 세로 방향으로 형성되어 있다. 게이트 절연막 위에는 세로 방향으로 용장 데이터선과 중첩되는 데이터선이 형성되어 있다. 데이터선 위의 보호 절연막 위에는 박막 트랜지스터와 연결되는 화소 전극이 데이터선 및 게이트선과 중첩되는 형태로 형성되어 있다. 이 때, 데이터선은 용장 데이터선의 양단부에서 돌출부를 가지고 있고, 화소 전극은 데이터선의 돌출부와 대응하는 부분에서 만입되어 있다. 이렇게 하면, 게이트선이 이중화되어 일측이 단선되더라도 게이트 신호 전송에는 문제가 발생하지 않는다. 또, 데이터선이 단선된 경우에는 용장 데이터선 양단을 레이저로 데이터선과 단락시켜 용이하게 수리할 수 있다.

Description

액정 표시 장치용 기판{A panel for liquid crystal display}
본 발명은 본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 일반적으로 공통 전극과 컬러 필터(color filter) 등이 형성되어 있는 상부 기판과 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표현하는 장치이다.
박막 트랜지스터가 형성되어 있는 하부 기판에는 박막 트랜지스터에 주사 신호를 공급하는 게이트선과 화상 신호를 공급하는 데이터선 등의 배선이 형성되어 있다. 그런데 이러한 배선들이 제조 과정에서 식각제에 의하여 침식되거나 오염으로 인해 단선되는 경우가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액정 표시 장치의 배선이 단선되는 것을 방지하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 과제는 액정 표시 장치의 배선이 단선된 경우에 그 수리를 용이하게 하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선에 대한 단면도이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 데이터선 단선시 용장 데이터선과 쇼팅할 부분을 다른 부위에 비하여 넓게 형성하고, 화소 전극간의 간격도 넓게 한다.
구체적으로는, 가로 방향으로 형성되어 있는 게이트선과 게이트선의 일부인 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선, 게이트 배선과 절연되어 교차하고 있는 데이터선, 데이터선의 일부인 소스 전극, 소스 전극과 대향하고 있는 드레인 전극을 포함하는 데이터 배선, 게이트 배선과 절연되어 있고 데이터선과 중첩되어 있는 용장 데이터선, 드레인 전극과 연결되어 있으며 데이터선 및 상기 게이트선과 일부 중첩되어 있는 화소 전극을 포함하는 액정 표시 장치용 기판에 있어서, 화소 전극을 용장 데이터선의 양단과 대응하는 위치에서 만입시켜 형성한다.
그러면 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의배치도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선에 대한 단면도이다.
유리 등으로 이루어진 투명한 절연 기판(10) 위에 세로 방향으로 게이트 배선이 형성되어 있다. 게이트 배선은 두 줄의 게이트선(21, 22)과 두 게이트선(21, 22)을 연결하는 연결부(25) 및 게이트선(22)의 일부인 게이트 전극(26)을 포함하고 있다. 연결부(25)는 후술하는 데이터선(62)과 중첩되어 있다. 이는 개구율 감소를 최소화하기 위함이다. 또, 두 게이트선(21, 22) 사이의 간격은 후술하는 화소 전극(71)의 세로 방향 길이의 1/3 이하로 하며, 1/5 이하로 하는 것이 바람직하다. 이는 불투명막인 게이트선(21, 22) 및 게이트선 연결부(25)로 인한 개구율 감소를 최소화하는 동시에 기생 정전 용량을 감소시켜 게이트선의 RC 지연을 감소시키기 위함이다. 게이트 배선과 게이트 배선 사이에는 세로 방향으로 용장 데이터선(29)이 형성되어 있고, 용장 데이터선(29)의 양단에는 가지부(28)가 형성되어 있다. 이 때, 게이트 배선과 용장 데이터선(29)은 크롬(Cr)과 알루미늄(Al), 알루미늄(Al)과 몰리브덴(Mo)의 이중층으로 형성되거나 또는 몰리브덴-텅스텐(MoW) 등의 단일층으로 형성될 수 있다.
게이트 배선과 용장 데이터선(29) 위에는 질화규소(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(30)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(30) 위에는 게이트 전극(26)과 대응하는 부분에 비정질 규소를 이루어진 반도체층(42)이 형성되어 있고, 반도체층(42) 위에는 n형 불순물로 고농도로 도핑된 비정질 규소층으로 이루어진 접촉층(55, 56)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(30) 위에는 데이터 배선과 유지 용량 전극이 형성되어 있다. 데이터배선은 세로 방향으로 뻗어 있는 데이터선(62), 데이터선(62)의 일부인 소스 전극(65) 및 소스 전극(65)과 대향하고 있는 드레인 전극(66)을 포함한다. 유지 용량 전극은 두 줄의 게이트선(21, 22)과 각각 중첩하는 제1 및 제2 전극부(67, 68)와 이들을 연결하는 유지 전극 연결부(69)로 이루어져 있다. 데이터선(62)에는 돌출부(63)가 형성되어 있다. 돌출부(63)는 용장 데이터선(29)의 가지부(28)와 중첩되는 위치에 형성되어 있다.
한편, 반도체층(42)과 접촉층(55, 56)은 데이터 배선을 따라 그 하부에 모두 형성되어 있을 수도 있다. 이는 데이터 배선과 접촉층(55, 56) 및 반도체층(42)을 1회의 사진 식각 공정으로 함께 형성하는 경우에 나타나는 배치이다. 또, 데이터 배선의 재료는 게이트 배선의 재료와 동일할 수 있다.
데이터 배선 및 노출되어 있는 반도체층(42)의 위에는 보호 절연막(80)이 형성되어 있다. 보호 절연막(80)에는 드레인 전극(66)과 유지 용량 전극의 제1 전극부(67)를 노출시키는 접촉구(81, 82)가 형성되어 있다. 이 때, 보호 절연막(80)은 질화규소막이나 유기 절연막으로 형성될 수 있다. 고개구율을 확보하기 위해서는 보호 절연막(80)의 두께를 두껍게 형성해야 하며, 그 유전율은 작을수록 좋다. 이를 위해서는 아크릴계 등의 유기 절연 물질을 도포하여 보호 절연막(80)을 형성하는 것이 바람직하다. 한편, 적, 녹, 청색의 색필터를 각 화소 영역에 형성하여 보호 절연막(80)의 역할도 겸하도록 할 수 있다. 또는 보호 절연막(80)과는 별도로 색필터를 형성할 수도 있다. 또 보호 절연막(80)으로 유기 절연막과 무기 절연막을 이중층으로 형성할 수도 있다.
보호 절연막(80) 위에는 ITO(indium tin oxide) 등의 투명한 도전 물질로 이루어진 화소 전극(71)이 형성되어 있다. 화소 전극(71)은 접촉구(81, 82)를 통하여 드레인 전극(66) 및 유지 용량 전극의 제1 전극부(67)와 각각 연결되어 있다. 화소 전극(71)의 가장자리는 데이터선(62) 및 게이트선(21, 22)과 중첩되어 있고, 데이터선(62)의 돌출부(63)와 대응하는 위치에서는 만입되어 이웃 화소 전극과의 사이에서 다른 부분에 비하여 넓은 빈 공간을 확보하고 있다. 이는 데이터선(62)의 단선시에 데이터선(62)과 용장 데이터선(29)을 레이저를 이용하여 단락시킴으로써 수리하는 과정을 용이하게 하기 위함이다. 즉, 종래의 고개구율 구조에서는 데이터선과 중첩된 두 화소 전극(71) 사이의 간격이 4~6㎛로 매우 좁게 형성된다. 만일 이곳을 레이저 쇼팅(shorting)하면 양측의 화소 전극(71)이 데이터선(62)과 단락되어 화소 불량을 유발하게 된다. 이를 방지하기 위해서 레이저 쇼팅이 이루어질 부분에서는 이웃하는 화소 전극(71)간의 간격을 넓혀 놓은 것이다. 한편, 화소 전극(71)은 이웃 화소 전극(71)과 연결되어 있는 유지 용량 전극의 제2 전극부(68)와도 중첩되어 있다. 이는 불투명막인 게이트선(21, 22)을 최대한으로 유지 용량을 형성하는데 활용하기 위함이다.
이러한 구조로 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 형성하면, 게이트선이 이중화되어 일측이 단선되더라도 게이트 신호 전송에는 문제가 발생하지 않는다. 또, 데이터선이 단선된 경우에는 용장 데이터선 양단을 레이저로 데이터선과 단락시켜 용이하게 수리할 수 있다.
이러한 구조의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 방법을설명한다.
먼저, 절연 기판(10) 위에 도전 재료를 증착하고 사진 식각하여 게이트 전극(26), 게이트선(21, 22), 게이트선 연결부(25)를 포함하는 게이트 배선 및 용장 데이터선(29)을 형성한다.
게이트 배선과 용장 데이터선(29) 위에 게이트 절연막(30), 비정질 규소층, 도핑된 비정질 규소층을 연속으로 증착하고, 도핑된 비정질 규소층과 비정질 규소층을 함께 사진 식각하여 박막 트랜지스터의 반도체층(42)과 미완성된 접촉층(55, 56)을 형성한다.
다음, 데이터선용 도전 재료를 증착하고 사진 식각하여 데이터선(62), 소스 전극(65), 드레인 전극(66)을 포함하는 데이터 배선 및 제1 전극부(67), 제2 전극부(68), 전극 연결부(69)를 포함하는 유지 용량 전극을 형성한다.
한편, 반도체층(42)과 미완성된 접촉층(55, 56)은 데이터선용 도전 재료까지 연속으로 증착한 후 1회의 사진 식각 공정을 통하여 데이터 배선 및 유지 용량 전극과 함께 형성될 수도 있다.
다음, 보호 절연막(80)을 증착 또는 도포하고, 사진 식각하여 접촉구(81, 82)를 형성한다. 이 때, 도시하지는 않았으나 데이터 패드부와 게이트 패드부에도 접촉구가 형성된다.
이어서, 보호 절연막(80) 위에 ITO 등의 화소 전극 재료를 증착하고 사진 식각하여 화소 전극(71)을 형성한다. 이 때, 고개구율을 확보하기 위하여 화소 전극(71)을 데이터선(62) 및 게이트선(21, 22)과 중첩시켜 형성하고, 게이트 패드및 데이터 패드를 덮는 보조 패드를 함께 형성한다.
한편, 데이터 배선 형성 후에 색필터를 스크린 인쇄 등의 방법을 통하여 형성하고 그 위에 화소 전극(71)을 형성할 수도 있다.
이러한 구조로 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 형성하면, 게이트선이 이중화되어 일측이 단선되더라도 게이트 신호 전송에는 문제가 발생하지 않는다. 또, 데이터선이 단선된 경우에는 용장 데이터선 양단을 레이저로 데이터선과 단락시켜 용이하게 수리할 수 있다. 이 때, 레이저 쇼팅이 이루어지는 부분에서 화소 전극이 제거된 충분한 공간이 형성되어 있음으로 하여 레이저 쇼팅 과정에서 데이터선과 화소 전극이 단락되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (14)

  1. 가로 방향으로 형성되어 있는 게이트선과 상기 게이트선의 일부인 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선,
    상기 게이트 배선과 절연되어 교차하고 있는 데이터선, 상기 데이터선의 일부인 소스 전극, 상기 소스 전극과 대향하고 있는 드레인 전극을 포함하는 데이터 배선,
    상기 게이트 배선과 절연되어 있고 상기 데이터선과 중첩되어 있는 용장 데이터선,
    상기 드레인 전극과 연결되어 있으며 상기 데이터선 및 상기 게이트선과 일부 중첩되어 있는 화소 전극을 포함하고,
    상기 화소 전극은 상기 용장 데이터선의 양단과 대응하는 위치에서 만입되어 있는 액정 표시 장치용 기판.
  2. 가로 방향으로 형성되어 있는 게이트선과 상기 게이트선의 일부인 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선,
    이웃하는 두 개의 상기 게이트 배선 사이에 세로 방향으로 형성되어 있는 용장 데이터선,
    상기 게이트 배선과 상기 용장 데이터선 위에 형성되어 있는 게이트 절연막,
    상기 게이트 절연막 위에 세로 방향으로 형성되어 있으며 상기 용장 데이터선과 중첩되어 있는 데이터선, 상기 데이터선의 일부인 소스 전극 및 상기 소스 전극과 대향하고 있는 드레인 전극을 포함하는 데이터 배선,
    상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 반도체층,
    상기 데이터 배선 위에 형성되어 있는 보호 절연막,
    상기 보호 절연막 위에 형성되어 있으며, 가장자리는 상기 데이터선 또는 상기 게이트선과 중첩되어 있고, 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 화소 전극
    을 포함하고, 상기 화소 전극은 상기 용장 데이터선과 대응하는 적어도 1부분에서 만입되어 있는 액정 표시 장치용 기판.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 데이터선은 상기 용장 데이터선의 양단과 대응하는 위치에서 돌출부를 가지는 액정 표시 장치용 기판.
  4. 제3항에서,
    상기 용장 데이터선의 양단은 상기 데이터선의 돌출부와 중첩하는 가지부를 가지는 액정 표시 장치용 기판.
  5. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 게이트선은 제1선과 제2선을 포함하고 이들 제1선과 제2선은 연결부를통하여 서로 연결되어 있는 액정 표시 장치용 기판.
  6. 제5항에서,
    상기 연결부는 상기 데이터선과 중첩되어 있는 액정 표시 장치용 기판.
  7. 제5항에서,
    상기 제1선과 제2선 사이의 간격은 상기 화소 전극의 세로 방향 길이의 1/3 이하인 액정 표시 장치용 기판.
  8. 제5항에서,
    상기 화소 전극과 연결되어 있으며, 상기 게이트선과 중첩되어 있는 유지 용량 전극을 더 포함하는 액정 표시 장치용 기판.
  9. 제8항에서,
    상기 유지 용량 전극은 상기 게이트선의 제1선과 제2선에 각각 중첩되어 있는 제1 전극과 제2 전극을 더 포함하고 있고, 상기 제1 전극과 제2 전극은 서로 연결되어 있는 액정 표시 장치용 기판.
  10. 제9항에서,
    상기 제1 전극은 그와 연결되어 있는 상기 화소 전극의 이웃 화소 전극과 일부 중첩되어 있는 액정 표시 장치용 기판.
  11. 제1항에서,
    상기 용장 데이터선은 상기 게이트 배선과 같은 층에 형성되어 있는 액정 표시 장치용 기판.
  12. 제2항에서,
    상기 보호 절연막은 유기막인 액정 표시 장치용 기판.
  13. 제2항에서,
    상기 보호 절연막은 색필터의 기능도 겸하는 액정 표시 장치용 기판.
  14. 제2항에서,
    상기 보호 절연막은 유기 절연막과 무기 절연막의 이중층으로 이루어져 있는 액정 표시 장치용 기판.
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