KR20040011158A - A substrate for LCD and method for fabricating the same - Google Patents

A substrate for LCD and method for fabricating the same Download PDF

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Abstract

PURPOSE: An array substrate of a liquid crystal display and a method of fabricating the same are provided to reduce an RC delay and produce a liquid crystal display with high picture quality. CONSTITUTION: An array substrate of a liquid crystal display includes a transparent insulating substrate(100), a gate line(104) and a gate electrode(102) formed on the substrate, and a gate insulating layer(106) that is formed on the gate line and gate electrode and has a plurality of pores. The array substrate further includes an active layer(108) and an ohmic contact layer(110) having an island shape, formed on the gate insulating layer, source and drain electrodes(112,114) coming into contact with the ohmic contact layer, and a data line(116) that is extended from the source electrode and intersects the gate line. The array substrate also has an organic passivation layer(118) that is formed on the overall surface of the substrate and exposes a portion of the drain electrode, and a transparent pixel electrode(124) formed on the organic passivation layer and connected with the exposed portion of the drain electrode.

Description

액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법{A substrate for LCD and method for fabricating the same}Array substrate for liquid crystal display device and manufacturing method thereof {A substrate for LCD and method for fabricating the same}

본 발명은 액정표시장치(LCD)용 어레이기판에 관한 것이며, 특히 RC 딜레이를 줄여 액정표시장치의 동작특성을 개선하기 위한 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조 방법에 관하 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an array substrate for a liquid crystal display device (LCD), and more particularly, to an array substrate for a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same for improving operational characteristics of the liquid crystal display device by reducing RC delay.

도 1 은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a general liquid crystal display device.

도시한 바와 같이, 일반적인 컬러 액정표시장치는 서브 컬러필터(30)와 상기 각 컬러필터(30)사이에 구성된 블랙매트릭스(31)를 포함한 컬러필터(34)와, 상기 컬러필터(34)의 상부에 증착된 공통전극(36)이 형성된 상부기판(40)과, 화소영역(P)과 화소영역 상에 형성된 화소전극(32)과 게이트 전극(12)과 액티브층(18)과 소스 전극(22)과 드레인 전극(24)을 포함하는 스위칭소자(T)와 게이트 배선(14) 및 데이터 배선(26)이 형성된 하부기판(10)으로 구성되며, 상기 상부기판(40)과 하부기판(10) 사이에는 액정(50 )이 충진되어 있다.As shown, a general color liquid crystal display device includes a color filter 34 including a sub-matrix filter 30 and a black matrix 31 formed between the color filters 30 and an upper portion of the color filter 34. The upper substrate 40 having the common electrode 36 deposited thereon, the pixel region P and the pixel electrode 32 formed on the pixel region, the gate electrode 12, the active layer 18, and the source electrode 22. ) And a lower substrate 10 having a switching element T including a drain electrode 24, a gate wiring 14, and a data wiring 26, and the upper substrate 40 and the lower substrate 10. The liquid crystal 50 is filled in between.

이때, 상기 화소영역(P)은 상기 게이트 배선(12)과 데이터배선(26)이 교차하여 정의되는 영역이며, 상기 화소영역(P)상에는 전술한 바와 같이, 투명한 화소전극(32)이 형성된다.In this case, the pixel area P is an area defined by the gate wiring 12 and the data wiring 26 intersecting. A transparent pixel electrode 32 is formed on the pixel area P as described above. .

상기 화소전극(32)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명 도전성금속을 사용한다.The pixel electrode 32 uses a transparent conductive metal having a relatively high light transmittance, such as indium-tin-oxide (ITO).

전술한 바와 같은 구성을 가지는 액정패널의 구동은 액정의 전기광학적 효과에 기인한 것이다.The driving of the liquid crystal panel having the configuration as described above is due to the electro-optical effect of the liquid crystal.

자세히 설명하면, 상기 액정층(50)은 자발분극(Spontaneous polarization)특성을 가지는 유전이방성 물질이며, 전압이 인가되면 자발분극에 의해 쌍극자(Bipolar)를 형성함으로써 전계의 인가방향에 따라 분자의 배열방향이 바뀌는 특성을 갖는다.In detail, the liquid crystal layer 50 is a dielectric anisotropic material having spontaneous polarization characteristics, and when a voltage is applied, bipolar is formed by spontaneous polarization to arrange the molecules according to the direction of application of the electric field. This has changing characteristics.

따라서, 이러한 배열상태에 따라 광학적특성이 바뀜으로써 전기적인 광변조가 생기게 된다.Therefore, the optical characteristic is changed according to this arrangement state, thereby causing electrical light modulation.

이러한 액정의 광변조 현상에 의해, 빛을 차단 또는 통과시키는 방법으로 이미지를 구현하게 된다.By the light modulation phenomenon of the liquid crystal, an image is realized by a method of blocking or passing light.

전술한 바와 같은 구성을 포함하는 액정표시장치는 대면적화 및 고화질을 위한 집중적인 연구가 진행되고 있으며, 이를 위해 특히 배선의 RC 지연을 해결하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다.Intensive research for large area and high image quality of the liquid crystal display device having the above-described configuration has been conducted. For this purpose, many studies have been conducted to solve the RC delay of the wiring.

배선의 RC 지연문제는 배선 자체의 저항이 커서 발생하거나, 배선과 배선이 겹치는 구조에서 발생하는 기생용량에 의해 발생한다.The RC delay problem of the wiring is caused by a large resistance of the wiring itself or a parasitic capacitance generated in the structure where the wiring overlaps the wiring.

이하, 도 2의 단면도를 참조하여 설명한다.A description with reference to the cross-sectional view of FIG. 2 is as follows.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ`를 따라 절단한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II ′ of FIG. 1.

도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치용 어레이기판은 먼저, 기판 (10)상에 게이트 전극(12)과 게이트 배선(14)이 구성된다.As shown in the drawing, in general, an array substrate for a liquid crystal display device, a gate electrode 12 and a gate wiring 14 are formed on a substrate 10.

상기 게이트 전극(12)및 게이트 배선(14)의 상부에 게이트 절연막(16)이 구성되며, 이는 질화 실리콘(SiNX)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 형성된다.The gate insulating layer 16 is formed on the gate electrode 12 and the gate wiring 14, and is formed of one selected from the group of inorganic insulating materials including silicon nitride (SiN X ) and silicon oxide (SiO 2 ). .

게이트 전극(12)상부의 게이트 절연막(16)상에는 액티브층(18)과 오믹 콘택층(20)이 적층되며, 오믹 콘택층(20)의 상부에는 이격된 소스 전극(22)과 드레인 전극(24)이 구성되고 동시에, 소스 전극(22)과 연결된 데이터 배선(26)이 상기 게이트배선(14)과 교차하여 구성된다.The active layer 18 and the ohmic contact layer 20 are stacked on the gate insulating layer 16 on the gate electrode 12, and the source electrode 22 and the drain electrode 24 spaced apart from each other on the ohmic contact layer 20. ) And at the same time, a data line 26 connected to the source electrode 22 intersects with the gate line 14.

상기 소스 및 드레인 전극(22,24)과 데이터 배선(26)의 상부에는 상기 드레인 전극(24)의 일부를 노출하는 실리콘 절연막(28)이 구성된다.A silicon insulating layer 28 exposing a part of the drain electrode 24 is formed on the source and drain electrodes 22 and 24 and the data line 26.

실리콘 절연막(30)은 앞서 설명한 질화 실리콘(SiNX) 또는 산화 실리콘(SiO2)을 증착하여 형성하며, 이는 상기 액티브층(18)과 실리콘 절연막(28)의 계면특성이 상부에 구성되는 보호막(30) 보다 뛰어나기 때문에 구성하는 것이다.The silicon insulating layer 30 is formed by depositing silicon nitride (SiN X ) or silicon oxide (SiO 2 ) as described above, which is a protective film having an interfacial property between the active layer 18 and the silicon insulating layer 28. 30) because it is better than the configuration.

액티브층(18)과의 계면특성이 좋지 않으면 전자를 트랩하는 트랩준위가 발생하기 때문에 박막트랜지스터의 동작특성을 저하하는 원인이 된다.If the interface characteristics with the active layer 18 are not good, a trap level for trapping electrons is generated, which causes a decrease in the operating characteristics of the thin film transistor.

따라서, 경우에 따라서 액티브층(18)의 상부에 실리콘 절연막(28)을 형성하는 것이다.Therefore, in some cases, the silicon insulating film 28 is formed on the active layer 18.

실리콘 절연막(28)의 상부에는 보호막(30)이 구성되며, 보호막(30)의 상부에는 상기 노출된 드레인 전극(24)과 접촉하는 투명한 화소전극(32)이 구성된다.A passivation layer 30 is formed on the silicon insulating layer 28, and a transparent pixel electrode 32 is formed on the passivation layer 30 to contact the exposed drain electrode 24.

이때, 보호막(30)은 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 형성된다.In this case, the passivation layer 30 is formed of one selected from the group of organic insulating materials including benzocyclobutene (BCB) and acryl resin.

전술한 구성에서, 상기 게이트 배선(14)과 데이터 배선(26)이 교차하는부분(A)과, 게이트 전극(12)과 소스 및 드레인 전극(22,24)이 겹쳐지는 부분(B)은 실리콘 절연막인 게이트 절연막(28)에 의해 각각이 분리되고, 상기 드레인 전극(24)과 투명한 화소전극(32)이 겹쳐지는 부분(C)은 상기 실리콘 절여막(28)과 보호막(30)에 의해 분리된다.In the above-described configuration, the portion A where the gate line 14 and the data line 26 intersect, and the portion B where the gate electrode 12 overlaps the source and drain electrodes 22 and 24 are silicon. Each part is separated by the gate insulating film 28 which is an insulating film, and the portion C where the drain electrode 24 and the transparent pixel electrode 32 overlap is separated by the silicon etch film 28 and the protective film 30. do.

이와 같은 구성에서, 액정패널에 인가된 신호는 각 배선이 가지는 면저항과 각 배선간의 교차지점이나 각 전극이 겹치는 부분에서 발생하는 기생용량에 의해 RC 지연이 발생하게 된다.In such a configuration, the signal applied to the liquid crystal panel generates an RC delay due to the parasitic capacitance generated at the intersection between the sheet resistance of each wiring and each wiring or at the portion where each electrode overlaps.

RC는 아래와 같은 식으로 표현될 수 있다.RC can be expressed as

이때, RS는 : 배선 도체의 면저항(sheet resistance)Where R S is: sheet resistance of the wiring conductor

ε : 배선간 중간 절연체의 유전율ε: dielectric constant of intermediate insulator between wirings

L2: 배선 도체의 길이L 2 : length of wiring conductor

d : 배선간 중간 절연체의 두께d: thickness of intermediate insulator between wirings

전술한 식에서, 동일한 배선 도체(즉, 면저항이 같음)를 사용하고 배선간 절연체의 두께(d)와 배선의 길이(L)가 동일한 경우 RC는 절연체의 유전율값(ε)에 의존하게 된다.In the above formula, when the same wiring conductor (that is, the sheet resistance is the same) and the thickness d of the insulator and the length L of the wiring are the same, RC depends on the dielectric constant value? Of the insulator.

이때, 실리콘 절연막을 산화 실리콘으로 사용하였다면, 유전율 상수값이 3.8내지 4.2 정도의 값을 가지게 된다.At this time, if the silicon insulating film is used as the silicon oxide, the dielectric constant has a value of about 3.8 to 4.2.

이는 평판형 표시장치가 대면적으로 갈수록 고화질을 구현하는데 장애요인으로 작용한다.This is a barrier to the realization of high image quality in flat panel display devices.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 목적으로 제안된 것으로, 상기 배선간 또는 전극간 절연막을 형성함에 있어서, 미세한 공극을 가지는 실리콘 절연막을 구성하는 것이다.The present invention has been proposed for the purpose of solving the above-described problems, and in forming the inter-wire or inter-electrode insulating film, a silicon insulating film having fine pores is formed.

이와 같은 구성은 절연막의 유전율 값을 낮출 수 있기 때문에 RC 딜레이를 줄일 수 있어 대면적 고화질의 액정표시장치를 제작할 수 있다.Such a structure can lower the dielectric constant of the insulating film, thereby reducing the RC delay, thereby making it possible to manufacture a large-area high-definition liquid crystal display device.

도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고,1 is a view schematically showing a general liquid crystal display device,

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ`를 따라 절단한 단면도이고,FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of FIG. 1;

도 3a 내지 도3d는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ`를 따라 절단하여 본 발명의 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.3A to 3D are cross-sectional views illustrating a process sequence of the present invention cut along II-II ′ of FIG. 1.

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>

100 : 기판 102 : 게이트 전극100 substrate 102 gate electrode

104 : 게이트 배선 106 : 게이트 절연막104: gate wiring 106: gate insulating film

108 : 액티브층 110 : 오믹 콘택층108: active layer 110: ohmic contact layer

112 : 소스 전극 114 : 드레인 전극112 source electrode 114 drain electrode

116 : 데이터 배선 118 : 제 1 보호막116: data wiring 118: first protective film

120 : 제 2 보호막 124 : 화소 전극120: second protective film 124: pixel electrode

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이기판은 투명한 절연기판과; 기판 상에 구성된 게이트 배선과 이에 연장된 게이트 전극과; 상기 게이트 배선과 게이트배선의 상부에 구성되며, 다수의 미세 공극을 포함하는 실리콘 절연막인 게이트 절연막과; 상기 게이트 전극 상부의 게이트 절연막 상에 구성된 섬형상의 액티브층과 오믹콘택층과; 상기 오믹 콘택층과 접촉하는 소스 및 드레인 전극과, 소스 전극에서 연장 구성되며 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선과; 상기 소스 및 드레인 전극과 데이터 배선이 구성된 기판의 전면에 구성되고, 상기 드레인 전극의 일부를 노출하는 유기 보호막과; 상기 유기 보호막의 상부에 위치하고, 상기 노출된 드레인 전극과 접촉하는 투명한 화소전극을 포함한다.An array substrate for a liquid crystal display device according to the present invention for achieving the above object is a transparent insulating substrate; A gate wiring formed on the substrate and a gate electrode extending therefrom; A gate insulating film formed over the gate wiring and the gate wiring, the gate insulating film being a silicon insulating film including a plurality of fine voids; An island-like active layer and an ohmic contact layer formed on the gate insulating film on the gate electrode; Source and drain electrodes in contact with the ohmic contact layer, and data lines extending from the source electrodes and crossing the gate lines; An organic passivation film formed on an entire surface of the substrate on which the source and drain electrodes and the data wiring are formed, and exposing a part of the drain electrode; And a transparent pixel electrode disposed on the organic passivation layer and in contact with the exposed drain electrode.

상기 소스 및 드레인 전극과 데이터 배선과 보호막 사이에 다수의 공극을 포함하는 실리콘 절연막이 더욱 구성할 수 있다.A silicon insulating film including a plurality of voids between the source and drain electrodes, the data line, and the passivation layer may be further configured.

상기 실리콘 절연막의 미세 공극은 실리콘을 포함한 출발물질과 계면활성제와 반응성 촉매를 혼합하여 만든 액체상태의 반응물을 기판 상에 코팅한 후 경화하는 과정에서 물 또는 알코올이 날아가면서 만들어지는 것을 특징으로 한다.The fine pores of the silicon insulating film is characterized in that the water or alcohol in the process of curing after coating a liquid reactant made by mixing a starting material containing silicon, a surfactant and a reactive catalyst on a substrate and characterized in that the flying.

상기 미세 공극을 포함하는 실리콘 절연막의 유전율 값은 1.2 내지 2.5인 것을 특징으로 한다.The dielectric constant value of the silicon insulating layer including the micro voids may be 1.2 to 2.5.

본 발명의 특징에 따른 액정표시장치용 어레이기판 제조방법은 기판 상에 게이트 배선과 이에 연장된 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 게이트배선의 상부에 다수의 미세 공극을 포함하는 실리콘 절연막인 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극 상부의 게이트 절연막 상에 섬형상의 액티브층과 오믹콘택층을 형성하는 단계와; 상기 오믹 콘택층과 접촉하는 소스 및 드레인 전극과, 소스 전극에서 연장 구성되며 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 소스 및 드레인 전극과 데이터 배선이 형성된 기판의 전면에 상기 드레인 전극의 일부를 노출하는 유기 보호막을 형성하는 단계와; 상기 유기 보호막의 상부에 위치하고, 상기 노출된 드레인 전극과 접촉하는 투명한 화소전극 형성하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device, the method including: forming a gate wiring and a gate electrode extended thereto; Forming a gate insulating film which is a silicon insulating film including a plurality of fine pores on the gate wiring and the gate wiring; Forming an island-shaped active layer and an ohmic contact layer on the gate insulating layer on the gate electrode; Forming source and drain electrodes in contact with the ohmic contact layer and data lines extending from the source electrodes and intersecting the gate lines; Forming an organic passivation layer exposing a portion of the drain electrode on an entire surface of the substrate on which the source and drain electrodes and the data wiring are formed; Forming a transparent pixel electrode on the organic passivation layer and in contact with the exposed drain electrode.

상기 소스 및 드레인 전극과 데이터 배선과 보호막 사이에 다수의 공극을 포함하는 실리콘 절연막을 형성하는 단계를 더욱 포함한다.The method may further include forming a silicon insulating layer including a plurality of voids between the source and drain electrodes, the data line, and the passivation layer.

상기 실리콘 절연막의 미세 공극은 실리콘에 금속 알콕사이드와 그 외의 반응성 촉매를 혼합하여 만든 액체상태의 반응물을 기판 상에 코팅한 후 경화하는 과정에서 물 또는 알코올이 날아가면서 만들어진다.The micro voids of the silicon insulating layer are made by blowing water or alcohol during the curing process after coating a liquid reactant made by mixing a metal alkoxide and other reactive catalyst on silicon on a substrate.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

-- 실시예 --Example

본 발명은 배선간 또는 전극 사이에 다수의 미세한 공극을 포함하는 실리콘 절연막을 형성하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized by forming a silicon insulating film including a plurality of minute pores between wirings or between electrodes.

이하, 도 3a 내지 도 3d를 참조하여, 본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법을 설명한다.(평면적인 구성은 도 1과 동일하므로 이를 생략하며 동일한 구성은 100번을 더하여 표기한다.)Hereinafter, a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A to 3D. .)

도 3a 내지 도 3d는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ`를 따라 절단하여, 본 발명의 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.3A to 3D are cross sectional views taken along the line II-II ′ of FIG. 1 and shown in the process sequence of the present invention.

도 3a에 도시한 바와 같이, 기판(100)상에 알루미늄(Al), 알루미늄합금, 텅스텐(W), 구리(Cu), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta)등을 포함하는 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 게이트 전극(102)과 게이트 배선(104)을 형성한다.As shown in FIG. 3A, the substrate 100 includes aluminum (Al), aluminum alloy, tungsten (W), copper (Cu), chromium (Cr), titanium (Ti), tantalum (Ta), and the like. A selected one of the conductive metal groups is deposited and patterned to form the gate electrode 102 and the gate wiring 104.

다음으로, 상기 게이트 전극 및 게이트 배선(102,104)과 게이트 배선(104)이 형성된 기판(100)의 전면에 다수의 미세한 공극(porous, nano porous)을 포함하는 실리콘 절연막인 게이트 절연막(106)을 형성한다.Next, a gate insulating layer 106 is formed on the entire surface of the substrate 100 on which the gate electrodes and the gate wirings 102 and 104 and the gate wiring 104 are formed, which is a silicon insulating film including a plurality of minute porous pores. do.

상기 미세 공극이 포함된 실리콘 절연막(106)을 형성하기 위해서는 다양한 방법이 사용될 수 있으며, 그 중 솔-젤(sol-gel)방법을 예를 들 수 있다.Various methods may be used to form the silicon insulating layer 106 including the micro voids, and among them, a sol-gel method may be mentioned.

상기 솔-젤 방법은 박막을 형성하는 방법 중 하나로, 출발물질을 콜로이드 부유상태 즉 졸(sol)상태를 만들고, 이 졸의 젤(gel)화 과정을 통해 액체상의 망상조직으로 변화시켜 무기질 망상조직을 만드는 과정을 말한다.The sol-gel method is one of the methods of forming a thin film. The starting material is formed in a colloidal suspended state, that is, a sol state, and is converted into a liquid network through the gelation process of the sol. Say the process of making.

즉, 실리카를 포함하는 출발물질 예를 들면, TEOS(Tetraethoxysilane :Si(OCH2CH3)4) 또는 TMOS( Tetramethoxysilane : Si(OCH3)4   Tetramethoxysilane), 콜로이드 실리카와 친수성기와 소수성기를 모두 가진 계면활성제와 용매(에탄올, 아세토 니트릴등,,)와 촉매(염산(HCL))를 혼합하여 소정의 공정을 거쳐 용액상태로 제작한다.That is, starting materials containing silica, for example, TEOS (Tetraethoxysilane: Si (OCH2CH3) 4) or TMOS (Tetramethoxysilane: Si (OCH3) 4 Tetramethoxysilane), a colloidal silica, and a surfactant and a solvent having both hydrophilic and hydrophobic groups (ethanol , Acetonitrile and the like) and a catalyst (hydrochloric acid (HCL)) are mixed and prepared in a solution state through a predetermined process.

이때, 반응을 간단히 설명하면 먼저, 상기 계면활성제의 친수성기에 상기 실리콘이 결합하게 되고, 소수성기는 자체의 에너지를 낮추는 방향으로 배열되어 투명 액상으로 존재하게 된다. 이러한 상태의 용액을 기판 상에 코팅한 후, 약 200℃ 이하로 베이킹(baking)하는 동안 열분해를 통해 상기 계면활성제의 소수성기와 그 외의 것들이 제거되면서 다수의 공극을 포함하는 실리콘 절연막(106)이 형성된다.In this case, briefly describing the reaction, the silicon is bonded to the hydrophilic group of the surfactant, and the hydrophobic group is arranged in the direction of lowering its energy to exist in the transparent liquid phase. After coating the solution in such a state on the substrate, the silicon insulating film 106 including a plurality of pores is formed while the hydrophobic groups and others of the surfactant are removed by pyrolysis during baking at about 200 ° C. or less. do.

상기 공극의 크기는 보통 나노(nano)단위이다.The pore size is usually in nano units.

물론, 상기 실리콘 절연막(106)에 공극을 형성하는 방법은 다양하게 실험될 수 있다.Of course, a method of forming a gap in the silicon insulating layer 106 may be variously experimented.

이와 같이, 실리콘 절연막에 다수의 공극을 형성하하면 유전율 값이 현저하게 떨어지게 된다. 즉, 공극을 채우는 공기의 유전율 값이 약 1 이므로 최소한 1.1∼2.5의 저유전율 값을 얻을 수 있다.As described above, when a large number of voids are formed in the silicon insulating film, the dielectric constant value is remarkably decreased. That is, since the dielectric constant value of the air filling the voids is about 1, a low dielectric constant value of at least 1.1 to 2.5 can be obtained.

다음으로, 도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 절연막(106)상부에 순수 비정질 실리콘(a-Si:H)과 불순물 비정질 실리콘을 순차적으로 증착하고 패턴하여, 게이트 전극(102)상부의 게이트 절연막(106)상에 액티브층(108)과 오믹 콘택층(110)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3B, pure amorphous silicon (a-Si: H) and impurity amorphous silicon are sequentially deposited and patterned on the gate insulating film 106 to form a gate insulating film on the gate electrode 102. The active layer 108 and the ohmic contact layer 110 are formed on the 106.

다음으로, 상기 오믹 콘택층(110)이 형성된 기판(100)의 전면에 전술한 바와 같은 도전성 금속을 증착하고 패턴하여, 상기 오믹 콘택층(110)과 접촉하는 소스 및 드레인 전극(112,114)과, 소스 전극(112)에 연결되면서 상기 게이트 배선(104)과 교차하여 형성되는 데이터 배선(116)을 형성한다.Next, the conductive metal as described above is deposited and patterned on the entire surface of the substrate 100 on which the ohmic contact layer 110 is formed, and the source and drain electrodes 112 and 114 contacting the ohmic contact layer 110, The data line 116 is formed to be connected to the source electrode 112 and cross the gate line 104.

도 3c에 도시한 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극(112,114)과 데이터 배선(116)이 형성된 기판(100)의 전면에 앞서 설명한 솔-젤법을 이용하여 다수의 공극을 포함하는 실리콘 절연막(118)을 형성한다.As shown in FIG. 3C, the silicon insulating layer 118 including a plurality of voids using the sol-gel method described above on the entire surface of the substrate 100 on which the source and drain electrodes 112 and 114 and the data line 116 are formed. To form.

다음으로, 상기 실리콘 절연막(118)의 상부에 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함한 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하여 보호막(120)을 형성한다.Next, the protective layer 120 is formed by depositing one selected from the group of organic insulating materials including benzocyclobutene (BCB) and acrylic resin (resin) on the silicon insulating layer 118.

연속하여, 상기 보호막(120)과 그 하부의 실리콘 절연막(118)을 패턴하여 드레인 전극(114)의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(122)을 형성한다.Subsequently, the passivation layer 120 and the silicon insulating layer 118 under the pattern are patterned to form a drain contact hole 122 exposing a part of the drain electrode 114.

도 3d에 도시한 바와 같이, 상기 보호막(120)이 형성된 기판(100)의 전면에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크 옥사이드(IZO)를 포함하는 투명 도전성 금속을 증착하고 패턴하여, 상기 노출된 드레인 전극과 접촉하는 투명 화소전극(124)을 형성한다.As shown in FIG. 3D, a transparent conductive metal including indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO) is deposited and patterned on the entire surface of the substrate 100 on which the passivation layer 120 is formed. The transparent pixel electrode 124 in contact with the exposed drain electrode is formed.

전술한 구성에서, 서로 교차되어 구성되는 게이트 배선과 데이터 배선과, 일부 영역이 평면적으로 겹쳐 구성되는 게이트 전극과 소스 및 드레인 전극과, 상기 드레인 전극과 화소 전극은 절연막을 통해 서로 절연된다.In the above-described configuration, the gate wiring and the data wiring, which are formed to cross each other, the gate electrode, the source and the drain electrode, and the drain electrode and the pixel electrode, which are partially overlapped in a planar manner, are insulated from each other through an insulating film.

상기 절연막은 앞서 설명한 바와 같이 미세 공극을 포함하기 때문에 종래와는 달리 유전율 값이 1.1 내지 2.5의 값을 가진다. 따라서 액정패널에서 나타났던 RC 지연현상은 기존의 실리콘 절연막 사용시 보다 30% 내지 60%까지 줄일 수 있다.As described above, since the insulating layer includes fine pores, the dielectric constant has a value of 1.1 to 2.5. Therefore, the RC delay phenomenon seen in the liquid crystal panel can be reduced by 30% to 60% than when using the conventional silicon insulating film.

따라서, 본 발명은 각 배선 사이와 전극 사이를 절연하는 물질로 다수의 공극을 포함하는 절연막을 사용하므로써 RC지연 현상을 상당수준 이하로 줄였다.Therefore, the present invention reduces the RC delay phenomenon to a considerable level or less by using an insulating film including a plurality of voids as a material for insulating the wiring and the electrode.

결과적으로, 고화질을 구현하는 대면적 액정패널을 제작할 수 있는 효과가 있다.As a result, there is an effect that can produce a large-area liquid crystal panel to implement a high quality.

Claims (8)

투명한 절연기판과;A transparent insulating substrate; 기판 상에 구성된 게이트 배선과 이에 연장된 게이트 전극과;A gate wiring formed on the substrate and a gate electrode extending therefrom; 상기 게이트 배선과 게이트배선의 상부에 구성되며, 다수의 미세 공극을 포함하는 실리콘 절연막인 게이트 절연막과;A gate insulating film formed over the gate wiring and the gate wiring, the gate insulating film being a silicon insulating film including a plurality of fine voids; 상기 게이트 전극 상부의 게이트 절연막 상에 구성된 섬형상의 액티브층과 오믹콘택층과;An island-like active layer and an ohmic contact layer formed on the gate insulating film on the gate electrode; 상기 오믹 콘택층과 접촉하는 소스 및 드레인 전극과, 소스 전극에서 연장 구성되며 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선과;Source and drain electrodes in contact with the ohmic contact layer, and data lines extending from the source electrodes and crossing the gate lines; 상기 소스 및 드레인 전극과 데이터 배선이 구성된 기판의 전면에 구성되고, 상기 드레인 전극의 일부를 노출하는 유기 보호막과;An organic passivation film formed on an entire surface of the substrate on which the source and drain electrodes and the data wiring are formed, and exposing a part of the drain electrode; 상기 유기 보호막의 상부에 위치하고, 상기 노출된 드레인 전극과 접촉하는 투명한 화소전극A transparent pixel electrode on the organic passivation layer and in contact with the exposed drain electrode 을 포함하는 액정표시장치용 어레이기판.Array substrate for a liquid crystal display device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 소스 및 드레인 전극과 데이터 배선과 보호막 사이에 다수의 공극을 포함하는 실리콘 절연막이 더욱 구성된 액정표시장치용 어레이기판.And a silicon insulating film including a plurality of voids between the source and drain electrodes, the data line, and the passivation layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실리콘 절연막의 미세 공극은 실리콘을 포함한 출발물질과 계면활성제와 반응성 촉매를 혼합하여 만든 액체상태의 반응물을 기판 상에 코팅한 후 경화하는 과정에서 물 또는 알코올이 날아가면서 만들어지는 액정표시장치용 어레이기판.The micro-pore of the silicon insulating layer is an array for a liquid crystal display device made by blowing water or alcohol during the curing process after coating a reactant in a liquid state made by mixing a starting material including silicon, a surfactant, and a reactive catalyst on a substrate. Board. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 미세 공극을 포함하는 실리콘 절연막의 유전율 값은 1.2 내지 2.5인 액정표시장치용 어레이기판.And a dielectric constant value of the silicon insulating layer including the fine pores is 1.2 to 2.5. 기판 상에 게이트 배선과 이에 연장된 게이트 전극을 형성하는 단계와;Forming a gate wiring and a gate electrode extending thereon on the substrate; 상기 게이트 배선과 게이트배선의 상부에 다수의 미세 공극을 포함하는 실리콘 절연막인 게이트 절연막을 형성하는 단계와;Forming a gate insulating film which is a silicon insulating film including a plurality of fine pores on the gate wiring and the gate wiring; 상기 게이트 전극 상부의 게이트 절연막 상에 섬형상의 액티브층과 오믹콘택층을 형성하는 단계와;Forming an island-shaped active layer and an ohmic contact layer on the gate insulating layer on the gate electrode; 상기 오믹 콘택층과 접촉하는 소스 및 드레인 전극과, 소스 전극에서 연장 구성되며 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선을 형성하는 단계와;Forming source and drain electrodes in contact with the ohmic contact layer and data lines extending from the source electrodes and intersecting the gate lines; 상기 소스 및 드레인 전극과 데이터 배선이 형성된 기판의 전면에 상기 드레인 전극의 일부를 노출하는 유기 보호막을 형성하는 단계와;Forming an organic passivation layer exposing a portion of the drain electrode on an entire surface of the substrate on which the source and drain electrodes and the data wiring are formed; 상기 유기 보호막의 상부에 위치하고, 상기 노출된 드레인 전극과 접촉하는 투명한 화소전극 형성하는 단계를Forming a transparent pixel electrode on the organic passivation layer and in contact with the exposed drain electrode; 포함하는 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.Array substrate manufacturing method for a liquid crystal display comprising a. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 소스 및 드레인 전극과 데이터 배선과 보호막 사이에 다수의 공극을 포함하는 실리콘 절연막을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.And forming a silicon insulating film comprising a plurality of voids between the source and drain electrodes, the data line, and the passivation layer. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 실리콘 절연막의 미세 공극은 실리콘에 금속 알콕사이드와 그 외의 반응성 촉매를 혼합하여 만든 액체상태의 반응물을 기판 상에 코팅한 후 경화하는 과정에서 물 또는 알코올이 날아가면서 만들어지는 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.The micro-pore of the silicon insulating film is produced by coating a liquid reactant made by mixing a metal alkoxide and other reactive catalyst on silicon on a substrate, and then making water or alcohol in the process of curing. Way. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 미세공극을 포함한 실리콘 절연막의 유전율 값은 1.1 내지 2.5인 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.The dielectric constant value of the silicon insulating film including the micro-pores is 1.1 to 2.5 array substrate manufacturing method for a liquid crystal display device.
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KR101243809B1 (en) * 2006-06-30 2013-03-18 엘지디스플레이 주식회사 Method For Fabricating Thin Film Transistor And Method For Fabricating Thin Film Transistor Array Substrate By Applying Said Method
CN104600082A (en) * 2015-01-14 2015-05-06 京东方科技集团股份有限公司 Array substrate, display panel and manufacturing method of array substrate

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