KR20040091479A - 박막 트랜지스터 표시판 - Google Patents

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KR20040091479A
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Abstract

절연 기판, 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트선, 게이트선의 일부인 게이트 전극, 폭이 확장된 게이트선의 끝부분을 포함하는 게이트 배선, 절연 기판 위에 형성되어 있는 유지 전극 배선, 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트 절연막, 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층, 반도체층 위에 형성되어 있는 저항성 접촉층, 게이트 절연막 위에 게이트선과 절연되어 교차하도록 형성되어 있는 데이터선, 데이터선의 분지이며 저항성 접촉층 상부에 접촉되도록 형성되어 있는 소스 전극, 소스 전극과 마주보며 있으며 저항성 접촉층 상부에 접촉되도록 형성되어 있는 드레인 전극, 폭이 확장된 데이터선의 끝부분을 포함하는 데이터 배선, 데이터 배선 위에 형성되어 있으며 접촉 구멍을 포함하는 보호막, 보호막 위에 형성되어 있으며, 접촉 구멍을 통해 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 화소 전극을 포함하고, 게이트 배선과 동일한 층에 형성되어 있으며, 유지 전극 배선을 화소 단위로 연결하는 보조 연결선이 액정 표시 패널의 주변 영역에 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.

Description

박막 트랜지스터 표시판{THIN FILM TRANSISTOR ARRAY PANEL}
본 발명은 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 박막 트랜지스터 표시판(Thin Firm Transistor, TFT)은 액정 표시 장치나 유기 EL(Electro Luminescence) 표시 장치 등에서 각 화소를 독립적으로 구동하기 위한 회로 기판으로써 사용된다. 박막 트랜지스터 표시판은 주사 신호를 전달하는 주사 신호 배선 또는 게이트 배선과, 화상 신호를 전달하는 화상 신호선 또는 데이터 배선이 형성되어 있고, 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극, 게이트 배선을 덮어 절연하는 게이트 절연막 및 박막 트랜지스터와 데이터 배선을 덮어 절연하는 보호막 등으로 이루어져 있다.
박막 트랜지스터는 게이트 배선의 일부인 게이트 전극과 채널을 형성하는 반도체층, 데이터 배선의 일부인 소스 전극과 드레인 전극 및 게이트 절연막과 보호막 등으로 이루어진다. 박막 트랜지스터는 게이트 배선을 통하여 전달되는 주사 신호에 따라 데이터 배선을 통하여 전달되는 화상 신호를 화소 전극에 전달 또는 차단하는 스위칭 소자이다.
그리고, 화소에 전달된 첫 번째 신호에 의해 전달된 전하가 두 번째 신호가 인가되기 전까지 유지되도록 유지 캐패시턴스를 형성한다. 이러한 유지 캐패시턴스는 인접한 게이트 배선을 이용하거나, 별도의 유지 전극 배선을 형성함으로써 가능하다.
별도의 유지 전극 배선을 이용하는 공통 구조는 액정 표시 패널의 액티브 영역의 좌우측 양단에 해당되는 주변 영역에서 유지 배선 연결 바에 의해 유지 전극 배선이 연결되어 있는 구조이다. 이러한 경우에는 액정 표시 패널의 주변 영역에 형성되어 있는 유지 전극 배선의 좌우측 양단 중 어느 한쪽이 오픈 되면 가로줄 무늬의 얼룩불량으로 검출된다.
즉, 공통 구조에서 게이트선의 끝부분의 반대방향의 경우 동일한 게이트 도전층으로 유지 전극선의 연결이 가능하지만 게이트선의 끝부분 방향의 경우 화소 내의 유지 전극선은 게이트 도전층으로 형성하는 것이 가능하지만 이러한 유지 전극선을 연결하는 유지 배선 연결 바는 데이터 배선으로만 형성이 가능하다. 따라서 게이트선의 끝부분 방향에 형성되어 있는 유지 전극선의 끝부분은 접촉 구멍을 통해 유지 배선 연결 바와 유지 접촉 보조 부재로 연결되는 구조이어야 한다. 그러나, 접촉 구멍을 통해 유지 접촉 보조 부재로 유지 전극선의 끝부분과 유지 배선 연결 바를 연결하는 구조는 이중층 게이트 배선의 상부 금속층에서는 언더컷(Undercut)에 의한 구조적인 취약성을 가지고 있다. 즉, 정전기나 과전류가 유지 전극선으로 유입될 경우 이 언더컷 부위에서 최우선적으로 오픈 불량이 발생한다. 종래에는 이러한 불량이 발생하면 언더컷 부위의 넓이를 증가시키는 구조(선폭 증가 혹은 지그재그형으로 접촉 구멍을 설계함)로 대응하였으나 여전히 문제점을 가지고 있다.
한편, 상하로 인접해 있는 두 화소를 각각 상부 화소, 하부 화소라 할 때, 상부 화소의 액티브 영역 내에 형성되어 있는 유지 전극 배선과 하부 화소의 액티브 영역 내에 형성되어 있는 유지 전극 배선이 액티브 ITO 브리지(Bridge)로 서로 연결된 구조에서는 액정 표시 패널의 주변 영역에 형성되어 있는 유지 전극 배선의 좌우측 양단 중 어느 한쪽이 오픈되더라도 가로줄 무늬의 얼룩 불량이 발생하지는 않는다.
그러나, 유기막을 이용하는 고개구율 구조에서는 액티브 ITO 브리지를 이용하는 경우 개구율이 감소하기 때문에 액티브 ITO 브리지를 이용하지 않는다. 따라서, 가로줄 무늬의 얼룩 불량이 발생할 확률이 높다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액정 표시 패널의 주변 영역에 형성되어 있는 유지 전극 배선의 좌우측 양단 중 어느 한쪽이 오픈 되어도 가로줄 무늬의 얼룩불량이 발생하지 않는 박막 트랜지스터 표시판을 제공하는 데 목적이 있다.
도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.
도 1b 및 도 1c는 각각 도 1a의 Ib-Ib'선, Ic-Ic'선에 대한 단면도이다.
도 2a 내지 도 5c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 공정 순서에 따라 도시한 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.
도 6b 내지 도 6c는 각각 도 6a의 VIb-VIb'선, VIc-VIc'선에 대한 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.
도 7b 내지 도 7d는 각각 도 7a의 ⅤIIb-ⅤIIb'선, ⅤIIc-VIIc'선, ⅤIId-VIId'선으로 절단한 단면도이다.
도 8a 내지 도 12d는 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 공정 순서에 따라 도시한 단면도이다.
도 13a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.
도 13b 내지 도 13d는 각각 도 13a의 XIIIb-XIIIb'선, XIIIc-XIIIc'선, XIIId-XIIId'선에 대한 단면도이다.
도 14a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.
도 14b 내지 도 14d는 각각 도 14a의 ⅩⅣb-ⅩⅣb′선, ⅩⅣc-ⅩⅣc′선, ⅩⅣd-ⅩⅣd′에 대한 단면도이다.
도 15a는 본 발명의 제6 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.
도 15b 내지 도 15e는 각각 도 15a의 ⅩⅤb-ⅩⅤb′선, ⅩⅤc-ⅩⅤc′선, ⅩⅤd-ⅩⅤd′, ⅩⅤe-ⅩⅤe′선에 대한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
55 : 보조 연결선 56 : 리페어 바
91 : 유지 배선 연결 바 99 : 유지 접촉 보조 부재
95 : 게이트 접촉 보조 부재 97 : 데이터 접촉 보조 부재
110 : 절연 기판 121 : 게이트선
123 : 게이트 전극 125 : 게이트선의 끝부분
131 : 유지 전극선 140 : 게이트 절연막
151, 154, 157, 159 : 반도체층 161, 162, 163, 165, 169 : 저항성 접촉층
171 : 데이터 선 173 : 소스 전극
175 : 드레인 전극 177 : 유지 용량용 전극
179 : 데이터선의 끝부분 190 : 화소 전극
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 박막 트랜지스터 표시판은, 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트선, 상기 게이트선의 일부인 게이트 전극, 폭이 확장된 게이트선의 끝부분을 포함하는 게이트 배선, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 유지 전극 배선, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층, 상기 반도체층 위에 형성되어 있는 저항성 접촉층, 상기 게이트 절연막 위에 상기 게이트선과 절연되어 교차하도록 형성되어 있는 데이터선, 상기 데이터선의 분지이며 상기 저항성 접촉층 상부에 접촉되도록 형성되어 있는 소스 전극, 상기 소스 전극과 마주보며 있으며 상기 저항성 접촉층 상부에 접촉되도록 형성되어 있는 드레인 전극, 폭이 확장된 데이터선의 끝부분을 포함하는 데이터 배선, 상기 데이터 배선 위에 형성되어 있으며 접촉 구멍을 포함하는 보호막, 상기 보호막 위에 형성되어 있으며, 상기 접촉 구멍을 통해 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 화소 전극을 포함하고, 상기 게이트 배선과 동일한 층에 형성되어 있으며, 상기 유지 전극 배선을 화소 단위로 연결하는 보조 연결선이 액정 표시 패널의 주변 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 보조 연결선은 상기 보호막을 관통하는 접촉구를 통해 유지 전극 배선과 연결되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 액정 표시 패널의 주변 영역에는 상기 유지 전극 배선을 화소 단위로 연결하는 리페어 바가 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 액정 표시 패널의 주변 영역에는 상기 유지 전극 배선을 화소 단위로 연결하는 리페어 바가 저항성 접촉층 위에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 게이트선, 상기 게이트선의 일부인 게이트 전극, 상기게이트선의 일단에 연결되어 있는 게이트선의 끝부분을 포함하는 게이트 배선, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 유지 전극 배선, 상기 게이트 배선 위에 형성되어 있는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층, 상기 반도체층 위에 형성되어 있는 저항성 접촉층, 상기 저항성 접촉층 위에 상기 저항성 접촉층과 동일한 평면 패턴으로 형성되어 있는 소스 전극, 드레인 전극, 데이터선, 데이터선의 끝부분을 포함하는 데이터 배선, 상기 데이터 배선 위에 형성되어 있으며 접촉 구멍을 포함하는 보호막, 상기 보호막 위에 형성되어 있으며, 상기 접촉 구멍을 통해 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 화소전극을 포함하고, 상기 게이트 배선과 동일한 층에 형성되어 있으며, 상기 유지 전극 배선을 화소 단위로 연결하는 보조 연결선이 액정 표시 패널의 주변 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트선, 상기 게이트선의 일부인 게이트 전극, 상기 게이트선의 일단에 연결되어 있는 게이트선의 끝부분을 포함하는 게이트 배선, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 유지 전극 배선, 상기 기판 위에 형성되어 있는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층, 상기 게이트 절연막 위에 상기 게이트선과 절연되어 교차하도록 형성되어 있는 데이터선, 상기 데이터선의 분지이며 상기 저항성 접촉층 상부에 접촉되도록 형성되어 있는 소스 전극, 상기 소스 전극과 마주보며 있으며 상기 저항성 접촉층 상부에 접촉되도록 형성되어 있는 드레인 전극, 상기 데이터선의 일단에 연결되어 있는 데이터선의 끝부분을 포함하는 데이터 배선, 상기 데이터 배선 위에 형성되어 있고 상기 드레인 전극을 노출하는 제1 접촉 구멍을 가지는 색필터, 상기 색필터의 바로 위에 형성되며 상기 제1 접촉 구멍의 안쪽에 형성되어 있어 상기 드레인 전극을 노출하는 제2 접촉 구멍을 포함하는 보호막, 상기 보호막 위에 형성되어 있으며, 상기 제2 접촉 구멍을 통해 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 포함하고, 상기 게이트 배선과 동일한 층에 형성되어 있으며, 상기 유지 전극 배선을 화소 단위로 연결하는 보조 연결선이 액정 표시 패널의 주변 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 게이트선, 상기 게이트선의 일부인 게이트 전극, 상기 게이트선의 일단에 연결되어 있는 게이트선의 끝부분을 포함하는 게이트 배선, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 유지 전극 배선, 상기 게이트 배선 위에 형성되어 있는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층, 상기 반도체층 위에 형성되어 있는 저항성 접촉층, 상기 저항성 접촉층 위에 상기 저항성 접촉층과 동일한 평면 패턴으로 형성되어 있는 소스 전극, 드레인 전극, 데이터선, 데이터선의 끝부분을 포함하는 데이터 배선, 상기 데이터 배선 위에 형성되어 있고 상기 드레인 전극을 노출하는 제1 접촉 구멍을 가지는 색필터, 상기 색필터의 바로 위에 형성되며 상기 제1 접촉 구멍의 안쪽에 형성되어 있어 상기 드레인 전극을 노출하는 제2 접촉 구멍을 포함하는 보호막, 상기 보호막 위에 형성되어 있으며 상기 제2 접촉 구멍을 통해 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 포함하고,상기 게이트 배선과 동일한 층에 형성되어 있으며, 상기 유지 전극 배선을 화소 단위로 연결하는 보조 연결선이 액정 표시 패널의 주변 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 도시한 배치도이고, 도 1b 및 도 1c는 각각 도 1a의 Ib-Ib'선, Ic-Ic'선에 대한 단면도이다.
도 1a 내지 도 1c에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(110) 위에 제1 접합용 금속 패턴(211, 231, 251)과 제1 배선용 금속 패턴(212, 232, 252)의 이중층으로 이루어지는 게이트 배선(121, 123, 125)이 형성되어 있다. 제1 접합용 금속 패턴(211, 231, 251)은 제1 배선용 금속 패턴(212, 232, 252)과 절연 기판(110) 사이의 접합을 강화한다.
게이트 배선(121, 123, 125)은 가로방향으로 길게 형성되어 있는 게이트선(121), 게이트선(121)의 일부분인 게이트 전극(123)을 포함한다. 여기서,게이트선의 한쪽 끝부분(125)은 외부 회로와의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다.
또한, 절연 기판(110) 위에는 유지 전극선(131)이 형성되어 있다. 유지 전극선(131)은 전체적으로 가로 방향으로 뻗어 있으나 부분적으로 굴곡을 이룰 수도 있다. 여기서, 유지 전극선(131)의 한쪽 끝부분(135)은 다른 화소에 형성되어 있는 유지 전극선(131)과의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다. 후술할 유지 배선 연결 바(91)가 각 화소에 형성되어 있는 유지 전극선(131)들을 연결한다. 이러한 유지 배선 연결 바(91)는 유지 전극선의 끝부분(135)이 형성되어 있는 액정 표시 패널의 주변 영역에 형성되어 있다. 이러한 유지 배선 연결 바(91)는 데이터 배선과 동시에 형성할 수 있고, 데이터선(171)과 평행하게 수직방향으로 형성되어 있다. 이러한 유지 배선 연결 바(91)와 유지 전극선의 끝부분(135)은 ITO로 형성된 유지 접촉 보조 부재(99)에 의해 연결된다.
게이트 배선(121, 123, 125) 및 유지 전극선(131)은 Al, Al 합금, Ag, Ag 합금, Cr, Ti, Ta, Mo 등의 금속 따위로 만들어진다. 제1 접합용 금속 패턴(211, 231, 251)은 물리 화학적 특성이 우수한 Cr, Mo, Ti, Ta 등의 금속층이 바람직하고, 제1 배선용 금속 패턴(212, 232, 252)은 비저항이 작은 Al 계열 또는 Ag 계열의 금속층이 바람직하다. 이외에도 여러 다양한 금속 또는 도전체로 게이트선(121)과 유지 전극선(131)을 만들 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서는 제1 접합용 금속 패턴(211, 231, 251)으로 Cr을 사용하고, 제1 배선용 금속 패턴(212, 232, 252)으로는 Al을 사용하였다. 이 경우 Al과 ITO인 유지 접촉 보조 부재(99)가 연결되면 특성 불량이 발생하므로, Cr이 드러나도록 Al의 단부를 식각하여 Cr과 유지 배선 연결 바(91)를 ITO인 유지 접촉 보조 부재(99)로 연결한다.
이 경우, 단차에 의해 유지 접촉 보조 부재(99)와 Cr이 연결되는 부분에 언더컷이 발생할 수 있다. 따라서, 유지 전극선(131)이 오픈 되어 가로줄 무늬가 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위해 본 발명의 제1 실시예에서는 액정 표시 패널의 주변 영역에 유지 전극선(131)을 연결하는 보조 연결선(55)을 형성한다.
즉, 주변 영역에 형성되어 있는 유지 전극선(131)이 시작되는 부분부터 유지 전극선의 끝부분(135) 사이에 유지 전극선(131)과 수직되게 보조 연결선(55)이 형성되어 있다. 보조 연결선(55)은 유지 전극선(131)과 연결되어 있으므로, 각각의 화소의 유지 전극선들을 서로 연결하고 있다.
따라서, 유지 전극선(131)의 언더컷 부위가 정전기 혹은 과전류에 의해 오픈 되더라도 유지 전극선의 불량으로는 발전하지 않는다. 보조 연결선(55)이 액티브 영역의 바깥과 유지 전극선의 끝부분 사이에 형성되어 있으므로, 화소의 개구율 감소는 없으면서 동시에 정전기나 과전류에 의해 유지 전극선의 언더컷 부위가 오픈 되더라도 불량을 억제할 수 있다.
또한, 공정 및 사용재료에 따라서 보조 연결선(55)의 접촉 저항이 높을 경우 또는 보조 연결선(55)까지 정전기 및 과전류에 의해 데미지를 입을 경우에는 가로줄 무늬 불량이 여전히 문제될 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위해 보조 연결선(55)과 유지 전극선의 끝부분(135) 사이에 데이터 배선과 평행하게 수직 방향으로 리페어 바(Repair bar)(56)가 형성되어 있다. 이러한 리페어 바(56)는 데이터 배선과 동시에 형성되며, 데이터 배선과 동일한 물질로 형성되어 있다.
리페어 바(56)를 이용하여 유지 전극선(131)에 전위를 인가할 필요성이 생기면 유지 전극선(131)과 리페어 바(56)가 중첩되는 부분에 레이저빔을 조사함으로써 유지 전극선(131)과 리페어 바(56) 사이의 게이트 절연막(140)을 관통하여 유지 전극선(131)과 리페어 바(56)가 연결되도록 한다.
한편, 게이트 배선(121, 123, 125) 및 유지 전극 배선(131, 135)을 포함하는 기판 전면에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 전극(123)과 대응되는 부분의 게이트 절연막(140) 위에는 비정질 규소와 같은 반도체 물질로 형성한 반도체층(151, 154, 159)과, 비정질 규소와 같은 반도체 물질에 n형 불순물을 고농도로 도핑하여 형성한 저항성 접촉층(161, 163, 165, 169)이 형성되어 있다.
저항성 접촉층(161, 163, 165, 169) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터 배선(171, 173, 175, 177, 179)이 형성되어 있다.
데이터 배선(171, 173, 175, 177, 179)은 게이트선(121)과 수직하게 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선(171), 데이터선(171)의 분지이며 저항성 접촉층(163)에도 연결되는 소스 전극(173), 소스 전극(173)과 분리되어 있으며 게이트 전극(123)에 대하여 소스 전극(173)의 반대쪽 저항성 접촉층(165) 위에 형성되어 있는 드레인 전극(175)을 포함한다. 여기서, 데이터선의 한쪽 끝부분(179)은 외부 회로와의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다. 그리고 유지 용량을 향상시키기위해 게이트선(121)과 중첩되어 있는 유지 용량용 전극(177)을 형성할 수 있다.
이러한 데이터 배선(171, 173, 175, 179) 및 유지 용량용 전극(177)들은 제2 접합용 금속 패턴(711, 731, 751, 791)과 제2 배선용 금속 패턴(712, 732, 752, 792)의 복수층으로 이루어진다. 데이터 배선(171, 173, 175, 179)을 이루는 제2 접합용 금속 패턴(711, 731, 751, 791)은 제2 배선용 금속 패턴(712, 732, 752, 792)과 저항성 접촉층(151, 153, 159) 사이의 접합을 강화한다.
게이트 절연막(140) 위에는 유지 배선 연결 바(91)가 데이터선(171)과 평행하게 수직방향으로 형성되어 있다. 또한, 게이트 절연막(140) 위에는 리페어 바(56)가 데이터선(171)과 평행하게 수직방향으로 형성되어 있다. 이러한 리페어 바(56)는 유지 전극선(131)과 중첩되는 부분(57)에서 연결되어 있다.
기판 위에 드레인 전극(175)을 노출하는 제1 접촉 구멍(181), 게이트선의 끝부분(125)을 노출하는 제2 접촉 구멍(182), 데이터선의 끝부분(125)을 노출하는 제3 접촉 구멍(183), 유지 용량용 전극(177)을 노출하는 제4 접촉 구멍(184)을 가지는 보호막(180)이 형성되어 있다. 그리고, 유지 전극선(131)을 노출하는 제5 접촉 구멍(185) 및 유지 전극선의 끝부분(135)을 노출하는 제6 접촉 구멍(186)이 보호막(180)에 형성되어 있다.
그리고 보호막(180) 위에는 제1 및 제4 접촉 구멍(181, 184)을 통해 각각 드레인 전극(175) 및 유지 용량용 전극(177)과 연결되는 화소 전극(190), 제2 접촉 구멍(182)을 통해 게이트선의 끝부분(125)과 연결되는 게이트 접촉 보조 부재(95) 및 제3 접촉 구멍(183)을 통해 데이터선의 끝부분(179)과 연결되는 데이터 접촉 보조 부재(97)가 형성되어 있다. 화소 전극(190)은 게이트선(121) 및 데이터선(171)과 일부 중첩하도록 형성하여 개구율을 높일 수도 있으나, 중첩하지 않도록(도시되지 않음)형성할 수도 있다. 이 때, 개구율을 증가시키기 위하여 화소 전극(190)을 데이터선(190)과 중첩하도록 형성하는 것은 저유전율 물질로 보호막(180)을 형성하여 데이터선(171)과 화소 전극(190) 사이의 신호 간섭을 감소시킬 수 있기 때문에 가능하다.
또한, 보호막(180) 위에는 제5 접촉 구멍(185)을 통해 유지 전극선(131)과 연결되는 보조 연결선(55), 제6 접촉 구멍(186)을 통해 유지 전극선의 끝부분(135)과 유지 배선 연결 바(91)를 연결하는 유지 접촉 보조 부재(99)가 형성되어 있다.
이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 방법을 도 2a 내지 도 5c를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2a 내지 도 2c에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(140) 위에 제1 접합층, 제1 배선층을 순차적으로 적층한 후, 사진 식각 공정으로 패터닝하여 제1 접합용 금속 패턴(211, 231, 251)과 제1 배선용 금속 패턴(212, 232, 252)으로 이루어지는 게이트 배선(121, 123, 125)을 형성한다. (제1 마스크)
게이트 배선(121, 123, 125)의 형성과 동시에 유지 전극 배선(131, 133, 135)을 형성한다. 유지 전극 배선(131, 135)은 게이트선(121)과 평행하게 가로 방향으로 형성되어 있는 유지 전극선(131)을 포함한다. 여기서, 유지 전극선(131)의 한쪽 끝부분(135)은 다른 화소에 형성되어 있는 유지 전극선(131)과의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다.
사진 식각 공정시 식각은 초산, 인산, 질산을 적정 비율로 배합한 산을 사용하여 동시에 습식 식각할 수 있다.
제1 접합층은 절연 기판과 접합성이 좋은 금속들로 투명한 절연 기판(110)과 실리사이드(silicides)를 형성하는, 예를 들어 코발트, 코발트 합금, 니켈, 니켈 합금 등을 사용하는 것이 바람직하다. 제1 배선층은 제1 접합층보다 하부 기판과의 접합성은 떨어지나 저저항을 가지며 전도도가 우수하여 배선으로 사용하기에 적당한 금속으로, 예를 들어 구리를 사용하는 것이 바람직하다.
게이트선(121)과 유지 전극선(131)이 측면은 경사져 있으며 수평면에 대한 경사각은 30-80°인 것이 바람직하다.
도 3a 내지 도 3c에 도시한 바와 같이, 게이트 배선(121 123, 125)을 포함하는 기판 위에 질화 규소 또는 산화 규소를 도포하여 게이트 절연막(140)을 형성한다.
이후, 게이트 절연막(140) 위에 불순물이 도핑되지 않은 반도체층 및 n형 불순물이 고농도로 도핑된 반도체층을 형성한다. 이때 사용되는 반도체 물질로는 비정질 규소가 있다. 그리고 사진 식각 공정으로 불순물이 도핑된 반도체층 및 불순물이 도핑되지 않은 반도체층을 식각하여 게이트 절연막(140) 바로 위에 반도체층(151, 154)과 저항성 접촉층(160A, 161)을 형성한다. (제2 마스크)
도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이, 저항성 접촉층(160A, 161)을 포함하는 기판 위에 제2 접합층 및 제2 배선층을 형성한 후, 사진 식각 공정으로 패터닝하여 제2 접합용 금속 패턴(711, 731, 751, 791) 및 제2 배선용 금속 패턴(712,732, 752, 792)의 복수층인 데이터 배선(171, 173, 175, 179) 및 유지 용량용 전극(177)을 형성한다. 이 과정은 제1 접합층 및 배선층을 형성하는 방법과 동일하다.(제3 마스크)
소스 전극(173)의 일부는 반도체층을 벗어나 형성되고, 소스와 드레인 전극(173, 175) 사이에 있는 반도체층은 채널부(154)가 된다. 채널부(154)는 소스 및 드레인 전극(173, 175)을 형성한 후 소스 및 드레인 전극(173, 175)을 식각 마스크로 하여 저항성 접촉층(160A)을 식각하여 제거함으로써 완성된다. 이 경우 저항성 접촉층은 소스부(163)와 드레인부(165)로 분리된다. 이때 채널부(154)의 상층부도 일정 부분이 식각될 수 있다.
이 때, 유지 배선 연결 바(91)도 함께 형성된다.
도 5a 내지 도 5c에 도시한 바와 같이, 데이터 배선(171, 173, 175, 179) 및 유지 용량용 전극(177)을 포함하는 기판 전면에 절연 물질을 도포하여 보호막(180)을 형성한다. 그리고 사진 식각 공정으로 식각하여 제1 내지 제4 접촉 구멍(181 내지 184)을 형성한다.(제4 마스크)
그리고, 유지 전극선(131)을 노출하는 제5 접촉 구멍(185) 및 유지 전극선의 끝부분(135)을 노출하는 제6 접촉 구멍(186)을 보호막(180)에 형성한다.
이후, 제1 내지 제4 접촉 구멍(181 내지 184)을 포함하는 기판 위에 투명 도전층을 형성한 후 패터닝하여 화소 전극(190), 게이트 접촉 보조 부재(95) 및 데이터 접촉 보조 부재(97)를 형성한다. (제5 마스크)(도 1a 내지 도 1c 참조)
또한, 보호막(180) 위에 제5 접촉 구멍(185)을 통해 유지 전극선(131)과 연결되는 보조 연결선(55), 제6 접촉 구멍(186)을 통해 유지 전극선의 끝부분(135)과 유지 배선 연결 바(91)를 연결하는 유지 접촉 보조 부재(99)를 형성한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판이 도 6a 내지 도 6c에 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.
도 6a는 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이며, 도 6b 내지 도 6c는 각각 도 6a의 VIb-VIb'선, VIc-VIc'선에 대한 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c에 도시한 바와 같이, 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 제1 실시예의 데이터 배선까지는 동일하게 형성되어 있다.
제2 실시예는 데이터 배선(171, 173, 175, 177, 179) 위에 산화 규소나 질화 규소 등의 무기막(801)이 형성되어 있다. 그리고, 무기막(801) 위에 드레인 전극(175)을 노출하는 제1 접촉 구멍(181), 유지 용량용 전극(177)을 노출하는 제4 접촉 구멍(184)을 포함하는 적, 녹, 청의 색필터(R, G, B)가 데이터선(171)에 의하여 구획되는 각 화소열을 따라 형성되어 있다. 색필터(R, G, B)는 적, 녹 청의 안료를 포함하는 감광성 물질을 도포하고 노광 및 현상 공정을 통한 사진 공정으로 패터닝하여 형성한다. 이때 제1 및 제4 접촉 구멍(181, 184)도 형성된다.
색필터(R, G, B)의 경계는 데이터선(171) 상부에서 일치하도록 도시되어 있지만, 데이터선 상부에서 서로 중첩되어 화소 영역 사이에서 누설되는 빛을 차단하는 기능을 가질 수 있으며, 색필터(R, G, B)는 게이트 및 데이터선의 끝부분(125, 179)이 형성되어 있는 부분에는 형성되어 있지 않다.
색필터(R, G, B) 상부에는 평탄화 특성이 우수하며 유전율이 낮은 아크릴계의 유기 절연 물질을 도포하거나 또는 SiOC 또는 SiOF 등과 같은 물질을 화학 기상 증착하여 형성한 보호막(802)이 있다. 이때 보호막(802)은 게이트선의 끝부분(125)을 노출하는 제2 접촉 구멍(182) 및 데이터선의 끝부분(179)을 노출하는 제3 접촉 구멍(183)이 형성되어 있으며, 제1 접촉 구멍(181), 제4 접촉 구멍(184)과 동일한 위치에 각각 제7 접촉 구멍(187) 및 제8 접촉 구멍(188)이 형성되어 있다. 그리고, 유지 전극선(131)을 노출하는 제5 접촉 구멍(185) 및 유지 전극선의 끝부분(135)을 노출하는 제6 접촉 구멍(186)이 보호막(802)에 형성되어 있다.
그리고 제1 및 제7 접촉 구멍(181, 187)을 통해 드레인 전극(175)과 연결되는 화소 전극(190), 제2 접촉 구멍(182)을 통해 게이트선의 끝부분(125)과 연결되는 게이트 접촉 보조 부재(95) 및 제3 접촉 구멍(183)을 통해 데이터선의 끝부분(179)과 연결되는 데이터 접촉 보조 부재(97)가 형성되어 있다. 화소 전극(190)은 게이트선(121) 및 데이터선(171)과 일부 중첩하도록 형성하여 개구율을 높일수도 있으나, 중첩하지 않도록(도시되지 않음) 형성할 수도 있다. 이 때, 개구율을 증가시키기 위하여 화소 전극(190)을 데이터선(171)과 중첩하도록 형성하는 것은 저유전율 물질로 보호막(802)을 형성하여 데이터선(171)과 화소 전극(190) 사이의 신호 간섭을 감소시킬 수 있기 때문에 가능하다.
또한, 보호막(802) 위에는 제5 접촉 구멍(185)을 통해 유지 전극선(131)과 연결되는 보조 연결선(55), 제6 접촉 구멍(186)을 통해 유지 전극선의 끝부분(135)과 유지 배선 연결 바(91)를 연결하는 유지 접촉 보조 부재(99)가 형성되어 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판이 도 7a 내지 도 7d에 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.
도 7a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 7b 내지 도 7d는 각각 도 7a의 ⅤIIb-ⅤIIb'선, ⅤIIc-VIIc'선, ⅤIId-VIId'선으로 절단한 단면도이다.
도 7a 내지 도 7d에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(110) 바로 위에 제1 접합용 금속 패턴(211, 231, 251, 311)과 제1 배선용 금속 패턴(212, 232, 252, 312)의 복수층으로 이루어지는 게이트 배선(121, 123, 125) 및 유지 전극선(131)이 형성되어 있다. 제1 접합용 금속 패턴(211, 231, 251, 311)은 제1 배선용 금속 패턴(212, 232, 252, 312)과 절연 기판(110)과의 접합을 강화한다.
게이트 배선(121, 123, 125)은 게이트선(121), 게이트 전극(123)을 포함한다. 여기서, 게이트선의 한쪽 끝부분(125)은 외부회로와의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다.
유지 전극선(131)은 후술할 화소 전극(190)과 연결된 유지 용량용 전극(177)과 중첩되어 화소의 전하 보존 능력을 향상시키는 유지 축전기를 이루며, 화소 전극(190)과 게이트선(121)의 중첩으로 발생하는 유지 용량이 충분할 경우 형성하지 않을 수도 있다. 여기서, 유지 전극선(131)의 한쪽 끝부분(135)은 다른 화소에 형성되어 있는 유지 전극선(131)과의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다. 후술할 유지 배선 연결 바(91)가 각 화소에 형성되어 있는 유지 전극선(131)들을 연결한다.이러한 유지 배선 연결 바(91)는 유지 전극선의 끝부분(135)이 형성되어 있는 액정 표시 패널의 주변 영역에 형성되어 있다. 이러한 유지 배선 연결 바(91)는 데이터 배선과 동시에 형성될 수 있고, 데이터선(171)과 평행하게 수직방향으로 형성되어 있다. 이러한 유지 배선 연결 바(91)와 유지 전극선의 끝부분(135)은 ITO로 형성된 유지 접촉 보조 부재(99)에 의해 연결된다.
게이트 배선(121, 123, 125) 및 유지 전극선(131)은 Al, Al 합금, Ag, Ag 합금, Cr, Ti, Ta, Mo 등의 금속 따위로 만들어진다. 제1 접합용 금속 패턴(211, 231, 251)은 물리 화학적 특성이 우수한 Cr, Mo, Ti, Ta 등의 금속층이 바람직하고, 제1 배선용 금속 패턴(212, 232, 252)은 비저항이 작은 Al 계열 또는 Ag 계열의 금속층이 바람직하다. 이외에도 여러 다양한 금속 또는 도전체로 게이트선(121)과 유지 전극선(131)을 만들 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서는 제1 접합용 금속 패턴(211, 231, 251)으로 Cr을 사용하고, 제1 배선용 금속 패턴(212, 232, 252)으로는 Al을 사용하였다. 이 경우 Al과 ITO인 유지 접촉 보조 부재(99)가 연결되면 특성 불량이 발생하므로, Cr이 드러나도록 Al의 단부를 식각하여 Cr과 유지 배선 연결 바(91)를 ITO인 유지 접촉 보조 부재(99)로 연결한다.
이 경우, 단차에 의해 유지 접촉 보조 부재(99)와 Cr이 연결되는 부분에 언더컷이 발생할 수 있다. 따라서, 유지 전극선(131)이 오픈 되어 가로줄 무늬가 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위해 본 발명의 제3 실시예에서는 액정 표시 패널의 주변 영역에 유지 전극선(131)을 연결하는 보조 연결선(55)을 형성한다.
즉, 주변 영역에 형성되어 있는 유지 전극선(131)이 시작되는 부분부터 유지 전극선의 끝부분(135) 사이에 유지 전극선(131)과 수직되게 보조 연결선(55)이 형성되어 있다. 보조 연결선(55)은 유지 전극선(131)과 연결되어 있으므로, 각각의 화소의 유지 전극선들을 서로 연결하고 있다.
따라서, 유지 전극선(131)의 언더컷 부위가 정전기 혹은 과전류에 의해 오픈 되더라도 유지 전극선의 불량으로는 발전하지 않는다. 보조 연결선(55)이 액티브 영역의 바깥과 유지 전극선의 끝부분 사이에 형성되어 있으므로, 화소의 개구율 감소는 없으면서 동시에 정전기나 과전류에 의해 유지 전극선의 언더컷 부위가 오픈 되더라도 불량을 억제할 수 있다.
또한, 공정 및 사용재료에 따라서 보조 연결선(55)의 접촉 저항이 높을 경우 또는 보조 연결선(55)까지 정전기 및 과전류에 의해 데미지를 입을 경우에는 가로줄 무늬 불량이 여전히 문제될 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위해 보조 연결선(55)과 유지 전극선의 끝부분(135) 사이에 데이터 배선과 평행하게 수직 방향으로 리페어 바(Repair bar)(56)가 형성되어 있다. 이러한 리페어 바(56)는 데이터 배선과 동시에 형성되며, 데이터 배선과 동일한 물질로 형성되어 있다.
리페어 바(56)를 이용하여 유지 전극선(131)에 전위를 인가할 필요성이 생기면 유지 전극선(131)과 리페어 바(56)가 중첩되는 부분에 레이저빔을 조사함으로써 유지 전극선(131)과 리페어 바(56) 사이에 형성되어 있는 게이트 절연막(140)을 관통하여 유지 전극선(131)과 리페어 바(56)가 연결되도록 한다.
게이트 배선(121, 123, 125) 및 유지 전극선(131) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있고, 게이트 절연막(140) 위에 반도체층(151, 153, 157, 159)과 저항성 접촉층(161, 162, 163, 165, 169)이 형성되어 있다.
그리고 저항성 접촉층(161, 163, 162, 169) 위에 데이터 배선(171, 173, 175, 179) 및 유지 용량용 전극(177)이 형성되어 있다. 데이터 배선(171, 173, 175, 179)은 데이터선(171), 소스 전극(173), 드레인 전극(175)을 포함한다. 여기서, 데이터선의 한쪽 끝부분(179)은 외부 회로와의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다. 유지 용량용 전극(177)은 유지 전극선(131)을 형성하지 않을 경우 형성하지 않는다.
데이터 배선(171, 173, 175, 179) 및 유지 용량용 전극(177)과 저항성 접촉층(161, 163, 162, 169)은 동일한 평면 패턴으로 형성되며, 반도체층(151, 153, 157, 159)은 채널부(151)를 제외하면 동일한 평면 패턴으로 형성되어 있다. 즉, 채널부(151)에서 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)이 분리되고, 소스 및 드레인 전극(173, 175) 아래에 위치한 저항성 접촉층(163, 165)도 분리되어 있으나, 반도체층(151)은 분리되지 않고 연결되어 박막 트랜지스터의 채널을 형성한다.
게이트 절연막(140) 위에는 유지 배선 연결 바(91)가 데이터선(171)과 평행하게 수직방향으로 형성되어 있다. 유지 배선 연결 바(91)와 게이트 절연막(140)사이에는 유지 배선 연결 바(91)와 동일한 패턴으로 반도체층(159)과 저항성 접촉층(169)이 형성되어 있다. 또한, 게이트 절연막(140) 위에는 리페어 바(56)가 데이터선(171)과 평행하게 수직방향으로 형성되어 있다. 리페어 바(56)와 게이트절연막(140)사이에는 리페어 바(56)와 동일한 패턴으로 반도체층(159)과 저항성 접촉층(169)이 형성되어 있다.
데이터 배선(171, 173, 175, 179) 및 유지 용량용 전극(177) 위에는 제1 내지 제4 접촉 구멍(181 내지 184)을 포함하는 보호막(180)이 형성되어 있다. 제1 접촉 구멍(181)은 드레인 전극(175)을 노출하고, 제2 접촉 구멍(182)은 게이트선의 끝부분(125)을 노출하고, 제3 접촉 구멍(183)은 데이터선의 끝부분(179)을 노출하고, 제4 접촉 구멍(184)은 유지 용량용 전극(177)을 노출한다. 그리고, 유지 전극선(131)을 노출하는 제5 접촉 구멍(185) 및 유지 전극선의 끝부분(135)을 노출하는 제6 접촉 구멍(186)이 보호막(180)에 형성되어 있다.
그리고 보호막(180) 위에는 제1 접촉 구멍(181)과 제4 접촉 구멍(184)을 통해 드레인 전극(175)과 유지 용량용 전극(177)과 각각 연결되는 화소 전극(190), 제2 접촉 구멍(182)을 통해 게이트선의 끝부분(125)과 연결되는 게이트 접촉 보조 부재(95) 및 제3 접촉 구멍(183)을 통해 데이터선의 끝부분(179)과 연결되는 데이터 접촉 보조 부재(97)가 형성되어 있다. 화소 전극(190)은 개구율을 극대화하기 위하여 데이터선(171)과 일부 중첩되도록 형성되어 있다. 이는 저율전율 물질로 보호막(180)을 형성함으로써 데이터선(171)과 화소 전극(190) 사이의 신호 간섭을 줄임으로써 가능하다. 또한, 보호막(180) 위에는 제5 접촉 구멍(185)을 통해 유지 전극선(131)과 연결되는 보조 연결선(55), 제6 접촉 구멍(186)을 통해 유지 전극선의 끝부분(135)과 유지 배선 연결 바(91)를 연결하는 유지 접촉 보조 부재(99)가 형성되어 있다.
이와 같은 구조를 가지는 박막 트랜지스터를 제조하는 방법을 도 8a 내지 도 12d를 참조하여 상세히 설명한다.
도 8a 내지 도 8d에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(110) 바로 위에 제1 접합층 및 제1 배선층을 형성한 후 사진 식각 공정으로 패터닝하여 제1 접합용 금속 패턴(211, 231, 251) 및 제1 배선용 금속 패턴(212, 232, 252)으로 이루어지는 게이트 배선(121, 123, 125) 및 유지 전극선(131)을 형성한다. 유지 전극 배선(131, 133, 135)은 게이트선(121)과 평행하게 가로 방향으로 형성되어 있는 유지 전극선(131)을 포함한다. 여기서, 유지 전극선(131)의 한쪽 끝부분(135)은 다른 화소에 형성되어 있는 유지 전극선(131)과의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다. 사진 식각 공정시 식각은 초산, 인산, 질산을 적정 비율로 배합한 산을 사용하여 동시에 습식 식각할 수 있다.
제1 접합층을 형성하는 금속은 절연 기판(110)과 접합성이 우수한 금속으로 하부층과 실리사이드를 형성하는, 예를 들어 코발트, 코발트 합금, 니켈, 니켈합금 등을 사용한다. 그리고 제1 배선층을 형성하는 금속은 제1 접합층에 비해서 접합성은 떨어지나 전도도가 우수하고 저저항을 가지는 금속으로 예를 들어 구리 등의 금속을 사용한다.
도 9a 내지 도 9b에 도시한 바와 같이, 게이트 배선(121, 123, 125) 및 유지 전극선(131) 위에 질화 규소로 이루어진 게이트 절연막(140), 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소층(150), 불순물이 도핑된 반도체층(160)을 화학 기상 증착법으로 순차적으로 적층한다. 그리고 불순물이 도핑된 반도체층(150) 위에 데이터 배선을형성하기 위한 제2 접합층(701), 제2 배선층(702)을 형성한다.
도 10a, 도 10b에 도시한 바와 같이, 제2 배선층(702) 바로 위에 감광층을 형성한 후 노광 및 현상하여 감광층 패턴(PR)을 형성한다. 감광층 패턴(PR)은 박막 트랜지스터의 채널부(151)가 될 소스 전극과 드레인 전극 사이의 제1 부분(A)은 데이터 배선이 형성될 부분인 제2 부분(B) 보다 두께가 얇게 되도록 하며, 다른 부분의 감광층은 모두 제거하여 제2 배선층(702)을 노출한다.
이와 같은 감광층(PR)의 두께를 조절하는 방법은 슬릿이나 격자 형태의 패턴을 형성하거나 반 투명층을 사용하여 형성할 수 있으며, 필요에 따라 선택하여 사용한다. (제2 마스크)
도 11a 내지 도 11d에 도시한 바와 같이, 감광층 패턴(PR)을 마스크로 하여 제2 배선층(702), 제2 접합층(701), 불순물이 도핑된 반도체층(160), 불순물이 도핑되지 않은 반도체층(150)을 순차적으로 식각하여 제2 접합용 금속 패턴(711, 731, 751, 771, 791) 과 제2 배선용 금속 패턴(712, 732, 752, 771, 791)으로 이루어지는 데이터 배선(171, 173, 175, 179) 및 유지 용량용 전극(177)과 저항성 접촉층(161, 162, 163, 165, 169), 반도체층(151, 154, 157, 159)을 형성한다.
좀더 구체적으로 설명하면, 감광층 패턴을 마스크로 하는 식각은 다단계로 이루어진다. 먼저 감광층 패턴이 형성되지 않은 영역(제3 부분 : C)을 습식 식각하여 제2 배선층(702)과 제2 접합층(701)을 제거함으로써 불순물이 도핑된 반도체층(160)을 노출한다. 이때 습식 식각은 초산, 인산, 질산을 적정 비율로 배합한 산을 사용하여 동시에 제2 배선층(702) 및 제2 접합층(701)을 식각한다.
이후 제1 부분(A)의 감광층과 함께 제3 부분(C)의 불순물이 도핑된 반도체층(160) 및 불순물이 도핑되지 않은 반도체층(150)을 건식 식각하여 반도체층을 완성하고 채널부가 분리되지 않은 저항성 접촉층을 형성한다. 이때 제2 부분(B)의 감광층도 일부 식각 된다.
다음, 감광층을 애싱하여 제1 부분(A)을 제거함으로써 채널부 상부의 제2 배선층(702)을 노출한다.
이어서, 제1 부분(A)의 제2 배선층(702), 제2 접합층(701) 및 불순물이 도핑된 반도체층(163, 165)을 식각하여 제2 접합층(711, 731, 751, 771, 791) 및 저항성 접촉층(161, 162, 163, 165, 169)을 형성한다. 이때 제1 부분(A)의 반도체층 및 제2 부분(B)의 감광층의 일부가 식각될 수 있다.
다음으로 제2 부분(B)의 감광층(PR)을 제거하여 저항성 접촉층(161, 162, 163, 165, 169), 반도체층(151, 153, 157, 159), 제2 접합용 금속 패턴(711, 731, 751, 771, 791) 및 제2 배선용 금속 패턴(712, 732, 752, 772, 792)으로 이루어지는 데이터 배선(171, 173, 175, 179) 및 유지 용량용 전극(177)을 완성한다. 이 때, 게이트 절연막(140) 위에 유지 배선 연결 바(91)가 데이터선(171)과 평행하게 수직방향으로 형성된다. 또한, 게이트 절연막(140) 위에 리페어 바(56)가 데이터선(171)과 평행하게 수직방향으로 형성된다. 이러한 리페어 바(56)는 유지 전극선(131)에 전위를 인가할 필요성이 생기면 레이저빔의 조사에 의해 유지 전극선(131)과 중첩되는 부분(57)에서 연결된다.
도 12a 내지 12c에 도시한 바와 같이, 데이터 배선(171, 173, 175, 179) 및유지 용량용 전극(177) 위에 보호막(180)을 형성한 후 사진 식각 공정으로 제1 내지 제4 접촉 구멍(181 내지 184)을 형성한다.(제3 마스크)
그리고, 유지 전극선(131)을 노출하는 제5 접촉 구멍(185) 및 유지 전극선의 끝부분(135)을 노출하는 제6 접촉 구멍(186)을 보호막(180)에 형성한다.
이후, 제1 내지 제4 접촉 구멍(181 내지 184)을 포함하는 기판 전면에 투명한 도전 물질인 ITO, 또는 IZO 등으로 도전층을 형성한 후 패터닝하여 화소 전극(190), 게이트 접촉 보조 부재(95) 및 데이터 접촉 보조 부재(97)를 형성한다(제4 마스크). 또한, 보호막(180) 위에는 제5 접촉 구멍(185)을 통해 유지 전극선(131)과 연결되는 보조 연결선(55), 제6 접촉 구멍(186)을 통해 유지 전극선의 끝부분(135)과 유지 배선 연결 바(91)를 연결하는 유지 접촉 보조 부재(99)를 형성한다.
화소 전극(190)은 제1 접촉 구멍(181)을 통해 드레인 전극(175)과 연결되고, 제4 접촉 구멍(184) 통해 유지 용량용 전극(177)과 연결되고, 게이트 접촉 보조 부재(95)는 제2 접촉 구멍(182)을 통해 게이트선의 끝부분(125)과 연결되며, 데이터 접촉 보조 부재(97)는 제3 접촉 구멍(183)을 통해 데이터선의 끝부분(179)과 연결된다(도 8a 내지 도 8c 참조).
본 발명의 제4 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판이 도 13a 내지 도 13d에 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.
도 13a는 제4 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이며, 도 13b,도 13c, 도 13d는 각각 도 13a의 XIIIb-XIIIb'선, XIIIc-XIIIc'선, XIIId-XIIId'선에 대한 단면도이다.
도 13a 내지 도 13d에 도시한 바와 같이, 제4 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 제3 실시예의 데이터 배선까지는 동일하게 형성되어 있다.
제4 실시예는 데이터 배선(171, 173, 175, 177, 179) 위에 질화 규소나 산화 규소 등의 무기막(801)이 형성되어 있다. 그리고, 무기막(801) 위에 드레인 전극(175)을 노출하는 제1 접촉 구멍(181), 유지 용량용 전극(177)을 노출하는 제4 접촉 구멍(184)를 포함하는 적, 녹, 청의 색필터(R, G, B)가 데이터선(171)에 의하여 구획되는 화소 열을 따라 형성되어 있다. 색필터(R, G, B)는 적, 녹 청의 안료를 포함하는 감광성 물질을 도포하고 노광 및 현상 공정을 통한 사진 공정으로 패터닝하여 형성한다. 이때 제1, 4 접촉 구멍(181, 184)도 형성된다.
색필터(R, G, B)의 경계는 데이터선(171) 상부에서 일치하도록 도시되어 있지만, 데이터선(171) 상부에서 서로 중첩되어 화소 영역 사이에서 누설되는 빛을 차단하는 기능을 가질 수 있으며, 게이트 및 데이터선의 끝부분(125, 179)이 형성되어 있는 부분에는 형성되어 있지 않다.
색필터(R, G, B) 상부에는 평탄화 특성이 우수하며 유전율이 낮은 아크릴계의 유기 절연 물질을 도포하거나 또는 SiOC 또는 SiOF의 물질을 화학 기상 증착하여 형성한 보호막(802)이 있다. 이때 보호막(802)은 게이트선의 끝부분(125)을 노출하는 제2 접촉 구멍(182) 및 데이터선의 끝부분(179)을 노출하는 제3 접촉 구멍(183)이 형성되어 있으며, 제1, 4 접촉 구멍(181, 184)과 동일한 위치에 각각제7, 8 접촉 구멍(187, 188)이 형성되어 있다. 그리고, 유지 전극선(131)을 노출하는 제5 접촉 구멍(185) 및 유지 전극선의 끝부분(135)을 노출하는 제6 접촉 구멍(186)이 보호막(802)에 형성되어 있다.
그리고 제1, 7 접촉 구멍(181, 187)을 통해 드레인 전극(175)과 연결되는 화소 전극(190), 제2 접촉 구멍(182)을 통해 게이트선의 끝부분(125)과 연결되는 게이트 접촉 보조 부재(95) 및 제3 접촉 구멍(183)을 통해 데이터선의 끝부분(179)과 연결되는 데이터 접촉 보조 부재(97)가 형성되어 있다. 화소 전극(190)은 게이트선(121) 및 데이터선(171)과 일부 중첩하도록 형성하여 개구율을 높일 수도 있으나, 중첩하지 않도록(도시되지 않음) 형성할 수도 있다. 이 때, 개구율을 증가시키기 위하여 화소 전극(190)을 데이터선(171)과 중첩하도록 형성하는 것은 저유전율 물질로 보호막(802)을 형성하여 데이터선(171)과 화소 전극(190) 사이의 신호 간섭을 감소시킬 수 있기 때문에 가능하다.
또한, 보호막(802) 위에는 제5 접촉 구멍(185)을 통해 유지 전극선(131)과 연결되는 보조 연결선(55), 제6 접촉 구멍(186)을 통해 유지 전극선의 끝부분(135)과 유지 배선 연결 바(91)를 연결하는 유지 접촉 보조 부재(99)가 형성되어 있다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판이 도 14a 내지 도 14d에 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.
도 14a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 도시한 배치도이고, 도 14b 내지 도 14d는 각각 도 14a의 ⅩⅣb-ⅩⅣb′선, ⅩⅣc-ⅩⅣc′선, ⅩⅣd-ⅩⅣd′에 대한 단면도이다.
도 14a 내지 도 14d에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(110) 위에 제1 접합용 금속 패턴(211, 231, 251)과 제1 배선용 금속 패턴(212, 232, 252)의 이중층으로 이루어지는 게이트 배선(121, 123, 125)이 형성되어 있다. 제1 접합용 금속 패턴(211, 231, 251)은 제1 배선용 금속 패턴(212, 232, 252)과 절연 기판(110) 사이의 접합을 강화한다.
게이트 배선(121, 123, 125)은 가로방향으로 길게 형성되어 있는 게이트선(121), 게이트선(121)의 일부분인 게이트 전극(123)을 포함한다. 여기서, 게이트선의 한쪽 끝부분(125)은 외부 회로와의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다.
또한, 절연 기판(110) 위에는 유지 전극선(131)이 형성되어 있다. 유지 전극선(131)은 전체적으로 가로 방향으로 뻗어 있으나 부분적으로 굴곡을 이룰 수도 있다. 여기서, 유지 전극선(131)의 한쪽 끝부분(135)은 다른 화소에 형성되어 있는 유지 전극선과의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다. 후술할 유지 배선 연결 바(91)가 각 화소에 형성되어 있는 유지 전극선(131)들을 연결한다. 이러한 유지 배선 연결 바(91)는 유지 전극선의 끝부분(135)이 형성되어 있는 액정 표시 패널의 주변 영역에 형성되어 있다. 이러한 유지 배선 연결 바(91)는 데이터 배선과 동시에 형성될 수 있고, 데이터선(171)과 평행하게 수직방향으로 형성되어 있다. 이러한 유지 배선 연결 바(91)와 유지 전극선의 끝부분(135)은 ITO로 형성된 유지 접촉 보조 부재(99)에 의해 연결된다.
게이트 배선(121, 123, 125) 및 유지 전극선(131)은 Al, Al 합금, Ag, Ag 합금, Cr, Ti, Ta, Mo 등의 금속 따위로 만들어진다. 제1 접합용 금속 패턴(211, 231, 251)은 물리 화학적 특성이 우수한 Cr, Mo, Ti, Ta 등의 금속층이 바람직하고, 제1 배선용 금속 패턴(212, 232, 252)은 비저항이 작은 Al 계열 또는 Ag 계열의 금속층이 바람직하다. 이외에도 여러 다양한 금속 또는 도전체로 게이트선(121)과 유지 전극선(131)을 만들 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 제1 접합용 금속 패턴(211, 231, 251)으로 Cr을 사용하고, 제1 배선용 금속 패턴(212, 232, 252)으로는 Al을 사용하였다. 이 경우 Al과 ITO인 유지 접촉 보조 부재(99)가 연결되면 특성 불량이 발생하므로, Cr이 드러나도록 Al의 단부를 식각하여 Cr과 유지 배선 연결 바(91)를 ITO인 유지 접촉 보조 부재(99)로 연결한다.
이 경우, 단차에 의해 유지 접촉 보조 부재(99)와 Cr이 연결되는 부분에 언더컷이 발생할 수 있다. 따라서, 유지 전극선(131)이 오픈되어 가로줄 무늬가 발생할 수 잇다.
이를 방지하기 위해 본 발명의 제1 실시예에서는 액정 표시 패널의 주변 영역에 유지 전극선(131)을 연결하는 보조 연결선(55)을 형성한다.
즉, 주변 영역에 형성되어 있는 유지 전극선(131)이 시작되는 부분부터 유지 전극선의 끝부분(135) 사이에 유지 전극선(131)과 수직되게 보조 연결선(55)이 형성되어 있다. 보조 연결선(55)은 유지 전극선(131)과 연결되어 있으므로, 각각의 화소의 유지 전극선들을 서로 연결하고 있다.
따라서, 유지 전극선(131)의 언더컷 부위가 정전기 혹은 과전류에 의해 오픈되더라도 유지 전극선의 불량으로는 발전하지 않는다. 보조 연결선(55)이 액티브 영역의 바깥과 유지 전극선의 끝부분(135) 사이에 형성되어 있으므로, 화소의 개구율 감소는 없으면서 동시에 정전기나 과전류에 의해 유지 전극선의 언더컷 부위가 오픈 되더라도 불량을 억제할 수 있다.
또한, 공정 및 사용재료에 따라서 보조 연결선(55)의 접촉 저항이 높을 경우 또는 보조 연결선(55)까지 정전기 및 과전류에 의해 데미지를 입을 경우에는 가로줄 무늬 불량이 여전히 문제될 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위해 보조 연결선(55)과 유지 전극선의 끝부분 사이에 데이터 배선과 평행하게 수직 방향으로 리페어 바(56)(Repair bar)가 형성되어 있다.
이러한 리페어 바(56)는 보조 연결선(55)과 중첩되어 형성되어 있다. 이러한 구조는 액정 표시 패널의 주변 영역이 좁은 경우에 유용하다. 이러한 리페어 바(56)는 데이터 배선과 동시에 형성되며, 데이터 배선과 동일한 물질로 형성되어 있다.
리페어 바(56)를 이용하여 유지 전극선(131)에 전위를 인가할 필요성이 생기면 유지 전극선(131)과 리페어 바(56)가 중첩되는 부분에 레이저빔을 조사함으로써 유지 전극선(131)과 리페어 바(56) 사이에 형성되어 있는 게이트 절연막을 관통하여 유지 전극선(131)과 리페어 바(56)가 연결되도록 한다.
한편, 게이트 배선(121, 123, 125) 및 유지 전극 배선(131, 135)을 포함하는 기판 전면에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 전극(123)과 대응되는 부분의 게이트 절연막(140) 위에는 비정질 규소와 같은 반도체 물질로 형성한 반도체층(151, 154, 159)과, 비정질 규소와 같은 반도체 물질에 n형 불순물을 고농도로 도핑하여 형성한 저항성 접촉층(161, 163, 165, 169)이 형성되어 있다.
저항성 접촉층(161, 163, 165, 169) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터 배선(171, 173, 175, 177, 179)이 형성되어 있다.
데이터 배선(171, 173, 175, 177, 179)은 게이트선(121)과 수직하게 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선(171), 데이터선(171)의 분지이며 저항성 접촉층(163)에도 연결되는 소스 전극(173), 소스 전극(173)과 분리되어 있으며 게이트 전극(123)에 대하여 소스 전극(173)의 반대쪽 저항성 접촉층(165) 위에 형성되어 있는 드레인 전극(175)을 포함한다. 여기서, 데이터선의 한쪽 끝부분(179)은 외부 회로와의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다. 그리고 유지 용량을 향상시키기 위해 게이트선(121)과 중첩되어 있는 유지 용량용 전극(177)을 형성할 수 있다.
이러한 데이터 배선(171, 173, 175, 179) 및 유지 용량용 전극(177)들은 제2 접합용 금속 패턴(711, 731, 751, 791)과 제2 배선용 금속 패턴(712, 732, 752, 792)의 복수층으로 이루어진다. 데이터 배선(171, 173, 175, 179)을 이루는 제2 접합용 금속 패턴(711, 731, 751, 791)은 제2 배선용 금속 패턴(712, 732, 752, 792)과 저항성 접촉층(151, 153, 159) 사이의 접합을 강화한다.
게이트 절연막(140) 위에는 유지 배선 연결 바(91)가 데이터선(171)과 평행하게 수직방향으로 형성되어 있다. 또한, 게이트 절연막(140) 위에는 리페어 바(56)가 데이터선(171)과 평행하게 수직방향으로 형성되어 있다. 이러한 리페어바(56)는 유지 전극선(131)과 중첩되는 부분에서 연결되어 있다. 그리고, 리페어 바(56)는 보조 연결선(55)이 유지 전극선(131)과 연결 되도록 하기 위해 유지 전극선(131)을 노출하는 관통홀(189)을 후술할 제5 접촉 구멍(185) 주위에 형성하고 있다.
기판 위에 드레인 전극(175)을 노출하는 제1 접촉 구멍(181), 게이트선의 끝부분(125)을 노출하는 제2 접촉 구멍(182), 데이터선의 끝부분(125)을 노출하는 제3 접촉 구멍(183), 유지 용량용 전극(177)을 노출하는 제4 접촉 구멍(184)을 가지는 보호막(180)이 형성되어 있다. 그리고, 유지 전극선(131)을 노출하는 제5 접촉 구멍(185) 및 유지 전극선의 끝부분(135)을 노출하는 제6 접촉 구멍(186)이 보호막(180)에 형성되어 있다.
그리고 보호막(180) 위에는 제1 및 제4 접촉 구멍(181, 184)을 통해 각각 드레인 전극(175) 및 유지 용량용 전극(177)과 연결되는 화소 전극(190), 제2 접촉 구멍(182)을 통해 게이트선의 끝부분(125)과 연결되는 게이트 접촉 보조 부재(95) 및 제3 접촉 구멍(183)을 통해 데이터선의 끝부분(179)과 연결되는 데이터 접촉 보조 부재(97)가 형성되어 있다. 화소 전극(190)은 게이트선(121) 및 데이터선(171)과 일부 중첩하도록 형성하여 개구율을 높일 수도 있으나, 중첩하지 않도록(도시되지 않음)형성할 수도 있다. 이 때, 개구율을 증가시키기 위하여 화소 전극(190)을 데이터선(190)과 중첩하도록 형성하는 것은 저유전율 물질로 보호막(180)을 형성하여 데이터선(171)과 화소 전극(190) 사이의 신호 간섭을 감소시킬 수 있기 때문에 가능하다.
또한, 보호막(180) 위에는 제5 접촉 구멍(185)을 통해 유지 전극선(131)과 연결되는 보조 연결선(55), 제6 접촉 구멍(186)을 통해 유지 전극선의 끝부분(135)과 유지 배선 연결 바(91)를 연결하는 유지 접촉 보조 부재(99)가 형성되어 있다. 여기서, 보조 연결선(55)은 리페어 바(56)와 중첩되도록 리페어 바(56)의 상부에 형성되어 있다.
본 발명의 제6 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판이 도 15a 내지 도 15d에 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.
도 15a는 본 발명의 제6 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 15b 내지 도 15e는 각각 도 15a의 ⅩⅤb-ⅩⅤb'선, ⅩⅤc-ⅩⅤc'선, ⅩⅤd- ⅩⅤd'선, ⅩⅤe-ⅩⅤe'선으로 절단한 단면도이다.
도 15a 내지 도 15e에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(110) 바로 위에 제1 접합용 금속 패턴(211, 231, 251, 311)과 제1 배선용 금속 패턴(212, 232, 252, 312)의 복수층으로 이루어지는 게이트 배선(121, 123, 125) 및 유지 전극선(131)이 형성되어 있다. 제1 접합용 금속 패턴(211, 231, 251, 311)은 제1 배선용 금속 패턴(212, 232, 252, 312)과 절연 기판(110)과의 접합을 강화한다.
게이트 배선(121, 123, 125)은 게이트선(121), 게이트 전극(123)을 포함한다. 여기서, 게이트선의 한쪽 끝부분(125)은 외부회로와의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다.
유지 전극선(131)은 후술할 화소 전극(190)과 연결된 유지 용량용 전극(177)과 중첩되어 화소의 전하 보존 능력을 향상시키는 유지 축전기를 이루며, 화소 전극(190)과 게이트선(121)의 중첩으로 발생하는 유지 용량이 충분할 경우 형성하지 않을 수도 있다. 여기서, 유지 전극선(131)의 한쪽 끝부분(135)은 다른 화소에 형성되어 있는 유지 전극선(131)과의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다. 후술할 유지 배선 연결 바(91)가 각 화소에 형성되어 있는 유지 전극선(131)들을 연결한다. 이러한 유지 배선 연결 바(91)는 유지 전극선의 끝부분(135)이 형성되어 있는 액정 표시 패널의 주변 영역에 형성되어 있다. 이러한 유지 배선 연결 바(91)는 데이터 배선과 동시에 형성될 수 있고, 데이터선(171)과 평행하게 수직방향으로 형성되어 있다. 이러한 유지 배선 연결 바(91)와 유지 전극선의 끝부분(135)은 ITO로 형성된 유지 접촉 보조 부재(99)에 의해 연결된다.
게이트 배선(121, 123, 125) 및 유지 전극선(131)은 Al, Al 합금, Ag, Ag 합금, Cr, Ti, Ta, Mo 등의 금속 따위로 만들어진다. 제1 접합용 금속 패턴(211, 231, 251)은 물리 화학적 특성이 우수한 Cr, Mo, Ti, Ta 등의 금속층이 바람직하고, 제1 배선용 금속 패턴(212, 232, 252)은 비저항이 작은 Al 계열 또는 Ag 계열의 금속층이 바람직하다. 이외에도 여러 다양한 금속 또는 도전체로 게이트선(121)과 유지 전극선(131)을 만들 수 있다.
본 발명의 제6 실시예에서는 제1 접합용 금속 패턴(211, 231, 251)으로 Cr을 사용하고, 제1 배선용 금속 패턴(212, 232, 252)으로는 Al을 사용하였다. 이 경우 Al과 ITO인 유지 접촉 보조 부재(99)가 연결되면 특성 불량이 발생하므로, Cr이 드러나도록 Al의 단부를 식각하여 Cr과 유지 배선 연결 바(91)를 ITO인 유지 접촉 보조 부재(99)로 연결한다.
이 경우, 단차에 의해 유지 접촉 보조 부재(99)와 Cr이 연결되는 부분에 언더컷이 발생할 수 있다. 따라서, 유지 전극선(131)이 오픈 되어 가로줄 무늬가 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위해 본 발명의 제3 실시예에서는 액정 표시 패널의 주변 영역에 유지 전극선(131)을 연결하는 보조 연결선(55)을 형성한다.
즉, 주변 영역에 형성되어 있는 유지 전극선(131)이 시작되는 부분부터 유지 전극선의 끝부분(135) 사이에 유지 전극선(131)과 수직되게 보조 연결선(55)이 형성되어 있다. 보조 연결선(55)은 유지 전극선(131)과 연결되어 있으므로, 각각의 화소의 유지 전극선들을 서로 연결하고 있다.
따라서, 유지 전극선(131)의 언더컷 부위가 정전기 혹은 과전류에 의해 오픈 되더라도 유지 전극선의 불량으로는 발전하지 않는다. 보조 연결선(55)이 액티브 영역의 바깥과 유지 전극선의 끝부분 사이에 형성되어 있으므로, 화소의 개구율 감소는 없으면서 동시에 정전기나 과전류에 의해 유지 전극선의 언더컷 부위가 오픈 되더라도 불량을 억제할 수 있다.
또한, 공정 및 사용재료에 따라서 보조 연결선(55)의 접촉 저항이 높을 경우 또는 보조 연결선(55)까지 정전기 및 과전류에 의해 데미지를 입을 경우에는 가로줄 무늬 불량이 여전히 문제될 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위해 보조 연결선(55)과 유지 전극선의 끝부분(135) 사이에 데이터 배선과 평행하게 수직 방향으로 리페어 바(Repair bar)(56)가 형성되어 있다.
이러한 리페어 바(56)는 보조 연결선(55)과 중첩되어 형성되어 있다. 이러한 구조는 액정 표시 패널의 주변 영역이 좁은 경우에 유용하다.
이러한 리페어 바(56)는 데이터 배선과 동시에 형성되며, 데이터 배선과 동일한 물질로 형성되어 있다.
리페어 바(56)를 이용하여 유지 전극선(131)에 전위를 인가할 필요성이 생기면 유지 전극선(131)과 리페어 바(56)가 중첩되는 부분에 레이저빔을 조사함으로써 유지 전극선(131)과 리페어 바(56) 사이에 형성되어 있는 게이트 절연막(140)을 관통하여 유지 전극선(131)과 리페어 바(56)가 연결되도록 한다. 따라서, 이 경우 보조 연결선(55)과 유지 전극선(131)이 오픈 되더라도 리페어 바(56)와 유지 전극선(131)이 연결되어 있으므로 가로줄 무늬 불량이 발생하지 않는다.
게이트 배선(121, 123, 125) 및 유지 전극선(131) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있고, 게이트 절연막(140) 위에 반도체층(151, 153, 157, 159)과 저항성 접촉층(161, 162, 163, 165, 169)이 형성되어 있다.
그리고 저항성 접촉층(161, 163, 162, 169) 위에 데이터 배선(171, 173, 175, 179) 및 유지 용량용 전극(177)이 형성되어 있다. 데이터 배선(171, 173, 175, 179)은 데이터선(171), 소스 전극(173), 드레인 전극(175)을 포함한다. 여기서, 데이터선의 한쪽 끝부분(179)은 외부 회로와의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다. 유지 용량용 전극(177)은 유지 전극선(131)을 형성하지 않을 경우 형성하지 않는다.
데이터 배선(171, 173, 175, 179) 및 유지 용량용 전극(177)과 저항성 접촉층(161, 163, 162, 169)은 동일한 평면 패턴으로 형성되며, 반도체층(151, 153, 157, 159)은 채널부(151)를 제외하면 동일한 평면 패턴으로 형성되어 있다. 즉, 채널부(151)에서 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)이 분리되고, 소스 및 드레인 전극(173, 175) 아래에 위치한 저항성 접촉층(163, 165)도 분리되어 있으나, 반도체층(151)은 분리되지 않고 연결되어 박막 트랜지스터의 채널을 형성한다.
게이트 절연막(140) 위에는 유지 배선 연결 바(91)가 데이터선(171)과 평행하게 수직방향으로 형성되어 있다. 유지 배선 연결 바(91)와 게이트 절연막(140)사이에는 유지 배선 연결 바(91)와 동일한 패턴으로 반도체층(159)과 저항성 접촉층(169)이 형성되어 있다. 또한, 게이트 절연막(140) 위에는 리페어 바(56)가 데이터선(171)과 평행하게 수직방향으로 형성되어 있다. 리페어 바(56)와 게이트 절연막(140)사이에는 리페어 바(56)와 동일한 패턴으로 반도체층(159)과 저항성 접촉층(169)이 형성되어 있다. 그리고, 리페어 바(56)는 보조 연결선(55)이 유지 전극선(131)과 연결 되도록 하기 위해 유지 전극선(131)을 노출하는 관통홀(189)을 후술할 제5 접촉 구멍(185) 주위에 형성하고 있다.
데이터 배선(171, 173, 175, 179) 및 유지 용량용 전극(177) 위에는 제1 내지 제4 접촉 구멍(181 내지 184)을 포함하는 보호막(180)이 형성되어 있다. 제1 접촉 구멍(181)은 드레인 전극(175)을 노출하고, 제2 접촉 구멍(182)은 게이트선의 끝부분(125)을 노출하고, 제3 접촉 구멍(183)은 데이터선의 끝부분(179)을 노출하고, 제4 접촉 구멍(184)은 유지 용량용 전극(177)을 노출한다. 그리고, 유지 전극선(131)을 노출하는 제5 접촉 구멍(185) 및 유지 전극선의 끝부분(135)을 노출하는제6 접촉 구멍(186)이 보호막(180)에 형성되어 있다.
그리고 보호막(180) 위에는 제1 접촉 구멍(181)과 제4 접촉 구멍(184)을 통해 드레인 전극(175)과 유지 용량용 전극(177)과 각각 연결되는 화소 전극(190), 제2 접촉 구멍(182)을 통해 게이트선의 끝부분(125)과 연결되는 게이트 접촉 보조 부재(95) 및 제3 접촉 구멍(183)을 통해 데이터선의 끝부분(179)과 연결되는 데이터 접촉 보조 부재(97)가 형성되어 있다. 화소 전극(190)은 개구율을 극대화하기 위하여 데이터선(171)과 일부 중첩되도록 형성되어 있다. 이는 저율전율 물질로 보호막(180)을 형성함으로써 데이터선(171)과 화소 전극(190) 사이의 신호 간섭을 줄임으로써 가능하다. 또한, 보호막(180) 위에는 제5 접촉 구멍(185)을 통해 유지 전극선(131)과 연결되는 보조 연결선(55), 제6 접촉 구멍(186)을 통해 유지 전극선의 끝부분(135)과 유지 배선 연결 바(91)를 연결하는 유지 접촉 보조 부재(99)가 형성되어 있다. 여기서, 보조 연결선(55)은 리페어 바(56)와 중첩되도록 리페어 바(56)의 상부에 형성되어 있다.
한편, 제5 실시예 및 제6 실시예의 경우에도 COA 구조가 가능하다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 액정 표시 패널의 주변 영역에 유지 전극선을 서로 연결하는 보조 연결선을 유지 접촉 보조 부재가 유지 전극선의 언더컷 부분에서 오픈되는 경우에도 가로줄 무늬의 얼룩 불량이 발생하지 않는다는 장점이 있다.
또한, 액정 표시 패널의 주변 영역에 유지 전극선을 서로 연결하는 리페어 바를 형성함으로써 보조 연결선의 높은 접촉 저항에 의해 보조 연결선까지 데미지를 입을 경우에도 리페어 바에 의해 유지 전극선이 서로 연결되도록 함으로써 가로줄 무늬의 얼룩 불량이 발생하지 않는다는 장점이 있다.

Claims (7)

  1. 절연 기판,
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트선, 상기 게이트선의 일부인 게이트 전극, 폭이 확장된 게이트선의 끝부분을 포함하는 게이트 배선,
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 유지 전극 배선,
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트 절연막,
    상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층,
    상기 반도체층 위에 형성되어 있는 저항성 접촉층,
    상기 게이트 절연막 위에 상기 게이트선과 절연되어 교차하도록 형성되어 있는 데이터선, 상기 데이터선의 분지이며 상기 저항성 접촉층 상부에 접촉되도록 형성되어 있는 소스 전극, 상기 소스 전극과 마주보며 있으며 상기 저항성 접촉층 상부에 접촉되도록 형성되어 있는 드레인 전극, 폭이 확장된 데이터선의 끝부분을 포함하는 데이터 배선,
    상기 데이터 배선 위에 형성되어 있으며 접촉 구멍을 포함하는 보호막,
    상기 보호막 위에 형성되어 있으며, 상기 접촉 구멍을 통해 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 화소 전극을 포함하고,
    상기 게이트 배선과 동일한 층에 형성되어 있으며, 상기 유지 전극 배선을 화소 단위로 연결하는 보조 연결선이 액정 표시 패널의 주변 영역에 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  2. 절연 기판,
    상기 절연 기판 위에 게이트선, 상기 게이트선의 일부인 게이트 전극, 상기 게이트선의 일단에 연결되어 있는 게이트선의 끝부분을 포함하는 게이트 배선,
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 유지 전극 배선,
    상기 게이트 배선 위에 형성되어 있는 게이트 절연막,
    상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층,
    상기 반도체층 위에 형성되어 있는 저항성 접촉층,
    상기 저항성 접촉층 위에 상기 저항성 접촉층과 동일한 평면 패턴으로 형성되어 있는 소스 전극, 드레인 전극, 데이터선, 데이터선의 끝부분을 포함하는 데이터 배선,
    상기 데이터 배선 위에 형성되어 있으며 접촉 구멍을 포함하는 보호막,
    상기 보호막 위에 형성되어 있으며, 상기 접촉 구멍을 통해 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 화소전극을 포함하고,
    상기 게이트 배선과 동일한 층에 형성되어 있으며, 상기 유지 전극 배선을 화소 단위로 연결하는 보조 연결선이 액정 표시 패널의 주변 영역에 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  3. 절연 기판,
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트선, 상기 게이트선의 일부인 게이트 전극, 상기 게이트선의 일단에 연결되어 있는 게이트선의 끝부분을 포함하는 게이트 배선,
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 유지 전극 배선,
    상기 기판 위에 형성되어 있는 게이트 절연막,
    상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층,
    상기 게이트 절연막 위에 상기 게이트선과 절연되어 교차하도록 형성되어 있는 데이터선, 상기 데이터선의 분지이며 상기 저항성 접촉층 상부에 접촉되도록 형성되어 있는 소스 전극, 상기 소스 전극과 마주보며 있으며 상기 저항성 접촉층 상부에 접촉되도록 형성되어 있는 드레인 전극, 상기 데이터선의 일단에 연결되어 있는 데이터선의 끝부분을 포함하는 데이터 배선,
    상기 데이터 배선 위에 형성되어 있고 상기 드레인 전극을 노출하는 제1 접촉 구멍을 가지는 색필터,
    상기 색필터의 바로 위에 형성되며 상기 제1 접촉 구멍의 안쪽에 형성되어 있어 상기 드레인 전극을 노출하는 제2 접촉 구멍을 포함하는 보호막,
    상기 보호막 위에 형성되어 있으며, 상기 제2 접촉 구멍을 통해 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 포함하고,
    상기 게이트 배선과 동일한 층에 형성되어 있으며, 상기 유지 전극 배선을 화소 단위로 연결하는 보조 연결선이 액정 표시 패널의 주변 영역에 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  4. 절연 기판,
    상기 절연 기판 위에 게이트선, 상기 게이트선의 일부인 게이트 전극, 상기 게이트선의 일단에 연결되어 있는 게이트선의 끝부분을 포함하는 게이트 배선,
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 유지 전극 배선,
    상기 게이트 배선 위에 형성되어 있는 게이트 절연막,
    상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층,
    상기 반도체층 위에 형성되어 있는 저항성 접촉층,
    상기 저항성 접촉층 위에 상기 저항성 접촉층과 동일한 평면 패턴으로 형성되어 있는 소스 전극, 드레인 전극, 데이터선, 데이터선의 끝부분을 포함하는 데이터 배선,
    상기 데이터 배선 위에 형성되어 있고 상기 드레인 전극을 노출하는 제1 접촉 구멍을 가지는 색필터,
    상기 색필터의 바로 위에 형성되며 상기 제1 접촉 구멍의 안쪽에 형성되어 있어 상기 드레인 전극을 노출하는 제2 접촉 구멍을 포함하는 보호막,
    상기 보호막 위에 형성되어 있으며 상기 제2 접촉 구멍을 통해 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 포함하고,
    상기 게이트 배선과 동일한 층에 형성되어 있으며, 상기 유지 전극 배선을 화소 단위로 연결하는 보조 연결선이 액정 표시 패널의 주변 영역에 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    상기 보조 연결선은 상기 보호막을 관통하는 접촉구를 통해 유지 전극 배선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  6. 제1항 또는 제3항에서,
    상기 액정 표시 패널의 주변 영역에는 상기 유지 전극 배선을 화소 단위로 연결하는 리페어 바가 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  7. 제2항 또는 제4항에서,
    상기 액정 표시 패널의 주변 영역에는 상기 유지 전극 배선을 화소 단위로 연결하는 리페어 바가 저항성 접촉층 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
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