KR20050094282A - 라인-온-글래스 형 액정표시소자 - Google Patents

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KR20050094282A
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Abstract

본 발명은 라인-온-글래스 형 액정표시소자의 구조에 관한 것으로, 특히 실 패턴을 라인-온-글래스 배선이 형성된 박막트랜지스터 어레이 기판에 결합시키는 컨택홀을 구비하면서도 라인-온-글래스 배선이 외부로 노출되지 않아 부식 및 전식이 방지되는 것에 관한 것이다. 본 발명의 라인-온-글래스 형 액정표시소자는 제 1 컨택홀을 구비하는 라인-온-글래스 배선과, 상기 제 1 컨택홀 상에 형성되며 게이트 절연막 및 보호막을 식각하여 형성되고 상기 제 1 컨택홀보다 그 폭이 좁은 제 2 컨택홀을 형성하여 상기 게이트 절연막에 의해 라인-온-글래스 배선이 외부로 노출되지 않게 함으로써 수분등의 외부 이물에 의한 부식 및 화소전극과의 전기적 접촉에 의한 전식이 방지되는 것을 특징으로 한다.

Description

라인-온-글래스 형 액정표시소자{LINE-ON-GLASS TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 액정표시패널의 라인-온-글래스(line on glass : LOG)형 배선들이 형성된 영역에서 화소전극과 라인-온 글래스(LOG)형 배선 사이에 발생하는 전식 현상(electrolytic corrosion)을 방지하는 액정표시패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 액정 셀들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 그 액정 셀들의 광투과율을 조절함으로써, 원하는 화상을 표시하는 표시장치이다.
따라서, 액정표시장치는 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정표시패널과, 상기 액정 셀들을 구동시키는 구동회로(driving circuit)를 구비한다.
상기 액정표시패널은 일정한 이격간격을 두고 대향하여 합착된 컬러필터(color filter) 기판 및 박막트랜지스터 어레이(thin film transistor array) 기판과, 상기 컬러필터 기판 및 박막트랜지스터 어레이 기판 사이에 충진되는 액정층으로 구성된다.
상기 TFT어레이 기판 상에는 화상정보를 액정 셀들에 전송하기 위한 복수의 데이터 라인들과; 주사신호를 액정 셀들에 전송하기 위한 복수의 게이트 라인들이 서로 직교하며, 이들 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차부마다 단위화소들이 정의된다.
상기 컬러필터 기판 및 박막트랜지스터 어레이 기판의 대향하는 내측 면에는 각각 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다. 이때, 화소전극은 TFT어레이 기판 상에 액정 셀 별로 형성되는 반면에 공통전극은 컬러필터 기판의 전면에 일체형으로 형성된다. 따라서, 공통전극에 전압을 인가한 상태에서 화소전극에 인가되는 전압을 제어함으로써, 액정 셀들의 광투과율을 개별적으로 조절할 수 있게 된다.
이와 같이 화소전극에 인가되는 전압을 단위화소별로 제어하기 위하여 각각의 단위화소에는 스위칭 소자로 사용되는 박막트랜지스터가 형성된다.
한편, 상기 구동회로부는 상기 게이트 라인들에 주사신호를 공급하는 게이트 구동부와; 상기 데이터 라인들에 화상정보를 공급하는 데이터 구동부와; 상기 게이트 구동부 및 데이터 구동부의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부와; 액정표시장치에 사용되는 다양한 구동전압들을 공급하는 전원 공급부를 구비한다.
상기 타이밍 제어부는 외부의 그래픽 처리부로부터 공급되는 화상정보 및 제어신호를 통해 상기 게이트 구동부와 데이터 구동부의 구동 타이밍을 제어하며, 데이터 구동부에 화상정보를 공급한다.
상기 전원 공급부는 외부의 그래픽 처리부로부터 공급되는 전원을 이용하여 액정표시장치에 사용되는 공통전압(Vcom), 게이트 하이전압(Vgh), 게이트 로우전압(Vgl) 및 감마 기준전압(Vref)과 같은 구동전압을 생성하여 게이트 구동부, 데이터 구동부, 감마 전압발생부 및 액정표시패널들에 공급한다.
상기 게이트 구동부는 상기 게이트 라인들에 순차적으로 주사신호를 공급함으로써, 매트릭스 형태로 배열된 액정 셀들이 1개 라인씩 선택되도록 하고, 그 선택된 1개 라인의 액정 셀들에는 상기 데이터 구동부로부터 데이터 라인들을 경유하여 화상정보가 공급된다.
상기 화상정보는 단위화소들의 화소전극에 개별적으로 공급되며, 상기 공통전압(Vcom)이 공통전극에 공급되어 화소전극과 공통전극 사이의 전압차에 의해 액정층에 전계가 인가되어 액정 셀들의 광투과율을 개별적으로 조절함으로써 원하는 화상을 표시한다.
상기 액정표시패널과 직접 접속되는 데이터 구동부와 게이트 구동부는 다수개의 집적회로(integrated circuit : IC)들로 제작된다.
상기 데이터 구동 집적회로들과 게이트 구동 집적회로들은 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package : TCP) 상에 실장되어 탭(tape automated bonding : TAB) 방식으로 액정표시패널에 접속된다.
상기 데이터 구동 집적회로들이 테이프 캐리어 패키지를 통해 탭 방식으로 액정표시패널에 접속되는 경우에, 그 테이프 캐리어 패키지는 데이터 인쇄회로기판(printed circuit board : PCB)에 접속되며, 그 데이터 인쇄회로기판에 실장된 배선들을 통해 화상정보, 제어신호들 및 구동전압들이 전술한 타이밍 제어부및 전원 공급부로부터 데이터 라인들에 공급된다.
또한, 상기 게이트 구동 집적회로들이 테이프 캐리어 패키지를 통해 탭 방식으로 액정표시패널에 접속되는 경우에, 그 테이프 캐리어 패키지는 게이트 인쇄회로기판에 접속되며, 그 게이트 인쇄회로기판에 실장된 배선들을 통해 제어신호들 및 구동전압들이 전술한 타이밍 제어부및 전원 공급부로부터 게이트 라인들에 공급된다.
그런데, 최근 들어 급속하게 발전되고 있는 반도체 공정기술 및 패키징 기술에 의해 고집적 및 고성능을 갖는 반도체 칩이 출현함에 따라 상기 게이트 인쇄회로기판에 실장되던 콘트롤러를 상기 데이터 인쇄회로기판에 실장하여 고집적 및 고성능 반도체 칩으로 원-칩(one chip)화할 수 있게 되었다. 따라서, 게이트 인쇄회로기판은 단순히 데이터 인쇄회로기판에서 처리된 신호를 전달하는 기능을 수행하게 되었다. 이렇게 상기 데이터 회로시판에서 상기 게이트 회로기판으로 신호를 전달하는 기능을 수행하는 것이 액정표시패널의 모서리에 형성되는 라인-온-글래스 형의 배선들이다.
상기의 라인-온-글래스 방식의 액정표시패널 및 그 구동부의 접속상태를 도1에 개략적으로 도시하였다.
도1을 참조하면, 서로 대향하여 합착된 박막트랜지스터 어레이 기판(110) 및 컬러필터 기판(120)과; 상기 박막트랜지스터 어레이 기판(110)의 게이트 패드부에 접속된 게이트 테이프 캐리어 패키지(130)와; 상기 박막트랜지스터 어레이 기판(110)의 데이터 패드부에 접속된 데이터 테이프 캐리어 패키지(140)와; 상기 게이트 테이프 캐리어 패키지(130)에 접속된 게이트 인쇄회로기판(150)과; 상기 데이터 테이프 캐리어 패키지(140)에 접속된 데이터 인쇄회로기판(160)이 도시되어 있다.
상기 데이터 인쇄회로기판(160)에는 화상정보, 제어신호들 및 구동전압들을 처리하는 콘트롤러가 구비되며, 그 콘트롤러는 게이트 인쇄회로기판(150)으로 공급될 제어신호들 및 구동전압들을 처리할 수 있도록 고집적 및 고성능 콘트롤러가 적용된다. 따라서, 상기 게이트 인쇄회로기판(150)은 상기 데이터 인쇄회로기판(150)으로부터 공급되는 제어신호들 및 구동전압들을 상기 게이트 테이프 캐리어 패키지(130)를 통해 박막트랜지스터 어레이 기판(110)의 게이트 패드부에 전달하는 단순한 기능을 갖는다.
일반적으로, 액정표시패널은 박막트랜지스터 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(120)이 일정간격 이격되며 대향하도록 합착되며, 그 이격공간에 액정층이 충진된다.
상기 박막트랜지스터 어레이 기판(110)의 단변 일측 및 장변 일측은 상기 컬러필터 기판(120)에 비해 돌출되며, 그 돌출된 영역에 박막트랜지스터 어레이 기판(110)의 게이트 라인들과 전기적으로 접속되는 게이트 패드부 및 데이터 라인들과 전기적으로 접속되는 데이터 패드부가 형성된다.
상기 게이트 패드부 및 데이터 패드부는 합착된 박막트랜지스터 어레이 기판(110) 및 컬러필터 기판(120)의 유효 화상 표시부에 대응하여 형성된다.
따라서, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판(110)의 단변 일측 및 장변 일측이 만나는 모서리 부분은 액정표시패널에서 어떠한 목적으로도 사용되지 않는 더미 영역으로 남는다.
그런데, 상기 라인-온-글래스 방식의 액정표시패널에서는 상기 박막트랜지스터 어레이 기판(110)의 단변 일측 및 장변 일측이 만나는 모서리 부분(즉, 더미영역)에 라인-온-글래스 배선(111)들이 실장되어 상기 데이터 인쇄회로기판(160)으로부터 제어신호들 및 구동전압들을 게이트 인쇄회로기판(150)으로 공급한다.
상기 라인-온-글래스 배선(111)들을 통해 게이트 인쇄회로기판(150)에 공급되는 구동전압들은 게이트 하이전압(Vgh), 게이트 로우전압(Vgl), 공통전압(Vcom), 접지전압(GND) 및 전원전압(Vcc) 등과 같은 직류 신호들이다. 또한, 상기 라인-온-글래스 배선(111)들을 통해 게이트 인쇄회로기판(150)에 공급되는 제어신호들은 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 쉬프트 클럭(GSC) 및 게이트 인에이블 신호(GOE) 등과 같은 교류 신호들이다.
상기한 바와 같은 라인-온-글래스 배선(111)들은 통상 상기 박막트랜지스터 어레이 기판(110) 상에 게이트 라인들 및 게이트 전극들을 형성하는 공정에서 동시에 패터닝되어 형성된다.
도2는 전술한 도1의 박막트랜지스터 어레이 기판(110) 상에 라인-온-글래스 배선(111)들이 형성된 영역을 확대하여 도시한 예시 도이다.
도2를 참조하면, 박막트랜지스터 어레이 기판(110)의 일측 단변 및 일측 장변이 만나는 모서리 영역에 일정하게 이격되는 라인-온-글래스 배선(111A∼111B)들이 형성된다.
상기 라인-온-글래스 배선(111A∼111B)들은 박막트랜지스터 어레이 기판(110) 상에 게이트 라인들 및 게이트 전극들을 형성하는 공정에서 동시에 패터닝되어 형성된다.
또한, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판(110)의 라인-온-글래스 배선(111A∼111B)들이 형성된 영역에는 실 패턴(112)이 형성된다. 이때, 실 패턴(112)은 액정표시패널의 화상 표시부 외곽을 따라 형성되어 박막트랜지스터 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판을 합착시킨다.
또한, 상기 실 패턴(112)과 박막트랜지스터 어레이 기판(110)의 접착력을 강화하기 위하여 상기 실 패턴이 형성되는 박막트랜지스터 어레이 기판 영역에는 다수의 컨택홀(113)이 형성되어 있다.
도 3은 상기 라인-온-글래스 배선(111A)가 형성된 박막트랜지스터 어레이 기판의 일부를 확대한 것으로 상기 라인-온-글래스 배선(111A)과 실 패턴(112)사이에 다수의 컨택홀(113)이 형성되어 있음을 볼 수 있다.
상기 컨택홀(113)은 박막트랜지스터 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(120)의 접착을 위하여 형성되는 실 패턴(112)이 상기 박막트랜지스터 어레이 기판(110)에 효과적으로 접착되도록 요철을 형성한 것으로 라인-온-글래스 형의 배선(111A)위에 형성된 유기막 및 절연층을 제거함으로써 형성된다.
그런데, 상기 접착 홀(113)을 형성하는 과정에서 상기 박막트랜지스터 어레이 기판 상에 형성된 유기막 및 절연층이 과도식각되어 기판 위에 형성된 라인-온-글래스의 배선이 노출되게 된다.
그런데, 상기 라인-온-글래스 배선(111)이 외부로 노출되면 외부로부터 액정표시패널에 유입되는 수분 등에 의해 상기 라인-온-글래스 배선(111)이 부식되는 문제가 발생한다. 상기 라인-온-글래스 배선(111)이 부식되는 것을 방지하기 위하여 화소전극을 형성하는 공정에서 화소전극 물질을 상기 컨택홀(113)위에 형성함으로써 외부로부터 유입되는 수분 등의 불순물로부터 라인-온-글래스 배선을 보호한다.
그러나 이와 같은 문제해결 방법에는 새로운 문제가 발생한다, 수분 등의 침투에 의해 라인-온-글래스 배선에 부식이 발생하는 것을 방지하기 위하여 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어진 화소전극 물질을 상기 라인-온-글래스 배선 위에 형성하면 라인-온-글래스 배선이 고온에서 전류가 인가될 때, 전식(electrolytic corrosion)이 발생하는 문제가 있다. 상기 라인-온-글래스 배선과 화소전극 물질에 의한 전식에 의해 심하게는 라인-온-글래스 배선에 단락이 발생하는 문제가 발생한다.
도 4는 도 3의 I-I를 절단선으로 하여 본 박막트랜지스터 어레이 기판의 단면을 도시한 것으로, 상기 컨택홀(113)을 통하여 화소전극 물질과 라인-온-글래스 배선이 접촉하는 모습을 볼 수 있다.
도 4를 참조하여 상기에서 기술한 박막트랜지스터 어레이 기판의 구조 및 라인-온-글래스 배선과 화소전극간의 전식문제를 살펴본다.
상기 컨택홀(113)을 포함하는 박막트랜지스터 어레이 기판은 투명한 기판(400)상에 라인-온-글래스 배선(111A)이 직접 형성되어 있다. 상기 라인-온- 글래스 배선은 화면표시부에 게이트 라인이 형성될 때 동시에 형성될 수 있다.
상기 라인-온-글래스 배선(111A)위에는 게이트 절연층(401)과 보호막(402)이 형성된다. 일반적으로, 보호막(402)은 주로 SiNx 또는 SiOx 등의 무기물질이 박막(薄膜)으로 적용되었으나, 최근들어 액정표시장치의 개구율을 향상시키기 위하여 유전율이 낮은 벤조싸이클로부텐(benzocyclobutene : BCB), 에스오지(spin on glass : SOG) 또는 포토-아크릴(photoacryl) 등의 유기물질이 후막(厚膜)으로 적용되고 있다.
상기 유기막으로 구성되는 보호막(402)은 평평하게 구성되고 결합특성상 보호막상에 형성되는 실 패턴(112)과 결합력이 약하므로 실 패턴(112)이 박막트랜지스터 어레이 기판에 잘 접착되도록 하기 위하여 기판 상에 컨택홀(113)이 형성되어 있다. 그러나 상기에서 설명한 바와 같이, 상기 컨택홀(113)에 의해 라인-온-글래스 배선은 외부로 노출될 수 있으므로 ITO로 구성되는 화소전극 물질(403)을 상기 컨택홀(113)에 형성하여 수분 등의 외부 이물로부터 라인-온-글래스 배선(111A)을 보호한다. 그러나 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극 물질(403)은 라인-온-글래스 배선(111A)과 직접 접하게 되므로 라인-온-글래스 배선에 전압이 인가될 때, 상기 라인-온-글래스 배선(111A)과 상기 화소전극 물질(403)사이에 전기적 부식이 발생하게 된다.
상기 전기적 부식을 전식(electorytic corrosion)이라 하며 라인-온-글래스 배선의 단락의 원인이 되기도 한다.
본 발명은 상기와 같이, 라인-온- 글래스 배선과 화소전극 물질 사이에서 전식이 발생하는 문제를 해결은 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 실 패턴이 박막트랜지스터 어레이 기판에 접착이 잘되도록 구성되는 컨택홀을 구비하면서도 컨택홀에 의해 라인-온-글래스 배선이 외부로 노출되지 않아 라인-온-글래스 배선에 전식이 발생하는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적으로 위하여 본 발명의 액정표시패널은 투명한 기판과; 상기 기판상에 형성되며 다수의 제 1 컨택홀을 구비하는 라인-온-글래스 배선과; 상기 라인-온-글래스 배선 위에 형성되는 제 1절연층 및 제 2 절연층과; 상기 제 1 컨택홀 상에 형성된 상기 제 1 절연층 및 제 2 절연층을 제거하여 형성되는 제 2 컨택홀과; 상기 제 2 컨택홀 및 제 2 절연층상에 형성되는 화소전극과, 상기 화소전극 위에 형성되는 실 패턴을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 컨택홀을 구비하는 라인-온-글래스 배선이 형성되는 모습을 도시한 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 액정표시패널의 구조에 대해서 상세히 살펴본다.
본 발명의 액정표시패널은 라인-온-글래스 배선에 컨택홀을 형성하고 상기 컨택홀보다 작은 크기로 형성되며 게이트 절연막과 보호막을 절개하여 형성되는 제 2 컨택홀을 구비하여 상기 게이트 절연층이 라인-온-글래스 배선을 감싸도록 구성함으로써 라인-온-글래스 배선이 외부에 노출되어 발생할 수 있는 부식이나 전식의 문제를 근원적으로 차단한다.
도 5를 참조하여 본 발명의 액정표시패널의 평면도의 구조를 살펴본다.
도 5는 설명의 편의상 하나의 라인-온-글래스 배선(602)이 형성된 박막트랜지스터 어레이 기판의 일부를 주목한 것으로, 라인-온-글래스 배선은 액정표시패널을 구성하는 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판이 결합하는 액정표시패널의 가장자리 일측에 형성된다.
액정표시패널의 하부기판을 형성하는 박막트랜지스터 어레이 기판은 상부기판을 형성하는 컬러필터 기판보다 크므로 컬러필터 기판의 가장자리를 넘어 돌출한다. 상기 돌출부에는 데이터 인쇄회로기판(미도시)으로부터 게이트 인쇄회로기판(미도시)로 게이트 하이전압(Vgh), 게이트 로우전압(Vgl), 공통전압(Vcom), 접지전압(GND) 및 전원전압(Vcc) 등의 구동전압을 공급하는 라인-온-글래스 배선(602)이 형성되어 있다. 본 발명의 라인-온-글래스 배선(602)은 다수의 제 1 컨택홀(610)을 구비하는 것이 특징이다. 상기 제 1 컨택홀(610)은 다양한 크기로 상기 라인-온-글래스 배선(602)에 형성된다. 상기 제 1 컨택홀(610)을 통하여 기판이 노출된다.
상기 라인-온-글래스 배선(602)은 화면표시부(510)의 게이트 라인(미도시)이 형성될 때 함께 형성될 수 있다. 또한 상기 라인-온-글래스 배선(602)의 상부에는 게이트 절연층(미도시)및 보호막(미도시)이 형성된다.
또한 상기 보호막상에는 화소전극 물질(미도시)이 형성되며 상기 화소전극 상부에 실 패턴(606)이 형성되면서 상부 컬러필터 기판(미도시)과 박막트랜지스터 어레이 기판을 합착시킨다. 상기 실 패턴(606)은 평평한 보호막과는 결합력이 약하므로 실 패턴(606)을 하부기판에 강하게 결합시키기 위해서 상기 보호막과 게이트 절연층의 일부를 절개하여 제 2 컨택홀(620)을 형성한다. 상기 제 2 컨택홀(620)은 상기 제 1컨택홀(610)위에 형성되면서 그 폭은 제 1 컨택홀(620)보다 작게 구성된다. 즉, 상기 제 2 컨택홀(620)을 통하여 기판이 노출되면서 기판상에 형성되는 라인-온-글래스 배선(602)은 게이트 절연층에 의해 가려지게 되어 외부로 노출되지 않는다. 그러므로 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판이 합착되어 액정표시패널이 완성된 후, 습기 등이 상기 컨택홀을 통하여 라인-온-글래스 배선(602)에 부식 등을 발생시키는 문제를 방지할 수 있다.
도 6을 참조하여 제 1 컨택홀을 구비하는 라인-온-글래스가 형성된 박막트랜지스터 어레이 기판의 구조를 살펴본다.
도 6은 도 5의 J-J선을 절단선으로 하고 본, 본 발명의 박막트랜지스터 어레이 기판의 구조를 나타낸다.
도 6에 도시된 바와 같이, 유리등으로 구성되는 기판(601)상에 제 1 컨택홀(610)을 구비하는 라인-온-글래스 배선(602)이 형성된다. 상기 라인-온-글래스 배선(602)은 화면표시부(미도시)의 게이트 라인이 형성될 때 동시에 형성될 수 있으며, 상기 게이트 라인의 형성시 제 1 컨택홀(610) 패턴을 포함하는 마스크를 적용하고 포토리소그래피 공정을 진행하여 형성할 수 있다.
상기 제 1 컨택홀(610)은 컬러필터 기판과 박막트랜지스터 어레이 기판을 합착하는 실 패턴이 상기 박막트랜지스터 어레이 기판에 잘 결합할 수 있도록 하기 위하여 형성되므로 그 형성 위치 및 크기는 임의로 정할 수 있다.
또한, 상기 제 1 컨택홀(610)을 구비하는 라인-온-글래스 배선(602)상에는 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막의 게이트 절연층(603)과, 액정표시장치의 개구율을 향상시킬 수 있는 유전율이 낮은 벤조싸이클로부텐(benzocyclobutene : BCB), 에스오지(spin on glass : SOG) 또는 포토-아크릴(photoacryl) 등의 유기막인 보호막(604)이 형성되어 있다. 상기 게이트 절연층(603)상에는 화면표시부에 형성되는 박막트랜지스터의 채널을 구성하는 반도체 층으로 구성되는 액티브층의 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 보호막(604)과 게이트 절연층(603)은 일부가 절개되어 제 2 컨택홀(620)을 형성하는데, 상기 제 2 컨택홀(620)은 라인-온-글래스 배선(602)상에 형성된 제 1 컨택홀(610)위에 형성되면서 상기 제 1 컨택홀(610)의 폭보다 좁게 형성된다. 상기 제 2 컨택홀(620)에 의해 기판이 노출된다.
상기 제 2 컨택홀(620) 위에는 화소전극(605)물질이 형성된다. 그러나 상기 화소전극물질(605)은 종래 기술에서 컨택홀에 의해 상기 라인-온-글래스 배선(602)이 노출되는 것을 방지하기 위하여 형성된 것이므로 본 발명에서는 상기 화소전극 물질은 반드시 형성되어야 하는 것은 아니다.
본 발명은 제 1 컨택홀(610)내에 형성된 게이트 절연층(603) 및 보호막(604)이 상기 제 1 컨택홀보다 폭이 작은 제 2 컨택홀(620)에 의해 제거되므로 상기 화소전극 물질(605)과 라인-온-글래스 배선(602)은 게이트 절연층(603)에 의해 서로 절연되어 있다. 그러므로 외부로부터 유입되는 수분 등의 불순물이 상기 라인-온-글래스 배선(602)에 부식을 발생시킬 가능성은 없으며, 또한, 상기 라인-온-글래스 배선(602)과 상기 화소전극(605)배선 사이에 전식(electrolytic corrosion)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기 화소전극 물질(605)위에는 실 패턴(606)이 형성되어 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판을 합착시킨다. 이때, 상기 실 패턴(606)은 컨택홀(620)에 의해 요철이 형성된 보호막(604)상에 형성되므로 상기 보호막(604)과 접촉면적 및 보호막의 표면형상에 의해 상기 보호막과 강하게 결합할 수 있다.
다음으로, 상기 도 6에 나타나는 본 발명의 라인-온-글래스 배선을 구비하는 박막트랜지스터 어레이 기판의 제조공정을 간략히 살펴본다.
먼저, 박막트랜지스터 어레이 기판(601)의 상면에 일정하게 이격되도록 라인-온-글래스 배선(602)을 패터닝한다. 전술한 바와 같이 라인-온-글래스 배선(602)은 박막트랜지스터 어레이 기판(601) 상에 게이트 라인들 및 게이트 전극들을 형성하는 공정에서 동시에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 라인-온-글래스 배선(602)이 일정하게 이격되어 패터닝된 박막트랜지스터 어레이 기판(601)의 상면에 게이트 절연막(603)과 보호막(604)을 형성한다. 일반적으로, 보호막(604)은 주로 SiNx 또는 SiOx 등의 무기물질이 박막(薄膜)으로 적용되었으나, 최근들어 액정표시장치의 개구율을 향상시키기 위하여 유전율이 낮은 벤조싸이클로부텐(benzocyclobutene : BCB), 에스오지(spin on glass : SOG) 또는 포토-아크릴(photoacryl) 등의 유기물질이 후막(厚膜)으로 적용되고 있다.
한편, 상기 보호막(604)이 형성되기 전에 액티브층(미도시)을 상기 게이트 절연층(603)위에 더 형성할 수 있다.
상기 액티브층은 상기 박막트랜지스터 어레이 기판(601)의 화상 표시부에 박막트랜지스터를 형성하기 위하여 형성되며, 도면상에 도시되지는 않았지만 화상 표시부에는 액티브층을 형성한 다음, 데이터 라인들과 박막트랜지스터의 소스/드레인 전극이 패터닝된다.
상기 액티브층은 화상 표시부의 박막트랜지스터가 형성되는 영역에서는 비정질 실리콘(amorphous silicon)으로 이루어진 반도체층과, 인(P)이 고농도로 도핑된 n+ 비정질 실리콘으로 이루어진 오믹접촉층(ohmic contact layer)이 연속 증착된 다음 패터닝되며, 상기 데이터 라인들 및 소스/드레인 전극이 패터닝될 때, 노출된 오믹접촉층이 제거되어 박막트랜지스터의 채널로 적용된다. 따라서, 데이터 라인들 및 소스/드레인 전극의 하부를 제외한 영역에서는 상기 오믹접촉층이 제거되어 반도체층만 잔류하게 된다.
상기 액티브층 상에 형성될 수 있는 보호막(604)과 상기 게이트 절연층(603)에는 상기 박막트랜지스터 어레이 기판(601)을 노출시키는 제 2 컨택홀(620)이 형성되며, 상기 제 2 컨택홀(620)은 상기 제 1 컨택홀(610)위에 형성되면서 상기 제 1 컨택홀(610)의 폭보다 좁은 폭으로 형성한다. 이때, 보호막(240)으로 벤조싸이클로부텐, 에스오지 또는 포토-아크릴과 같은 유기물질이 적용됨에 따라 드레인 콘택홀을 형성하기 위하여 건식 식각을 적용한다. 본 발명에서는 제 2 컨택홀(620)에 의해 상기 기판(601)이 노출되도록 식각 되므로 식각률을 염두해 두지 않고 상대적으로 쉽게 식각할 수 있다.
상기 제 2 컨택홀(620)이 형성된 다음, 제 2 컨택홀(620) 및 보호막(604)상에 화소전극(605)물질을 도포한다. 상기 화소전극은 화면표시부의 화소전극을 형성하는 과정에서 동시에 형성될 수 있으나, 본 발명에서는 상기 제 2 컨택홀(620)상에 화소전극 물질(605)을 형성하지 않을 수 있다. 즉, 화소전극이 상기 제 2 컨택홀(620)상에 형성되지 않고 제 2 컨택홀(620)위에 직접 실 패턴(606)이 형성될 수 있다. 실 패턴(606)은 기판인 글래스와 결합 특성이 양호하므로 화소전극 위에 실 패턴이 형성되는 것보다 강하게 기판과 결합할 수 있다.
위에서 상술한 바와 같이, 라인-온-글래스 배선에 제 1 컨택홀을 형성하고 상기 제 1 컨택홀에 상기 제 1 컨택홀보다 폭이 작은 제 2 컨택홀을 형성하여 게이트 절연막에 의해 라인-온-글래스 배선이 가려지게 함으로써 기판이 외부로 노출되는 것을 방지하여 라인-온-글래스 배선의 부식 및 전식을 방지할 수 있다. 본 발명은 종래에 비해 새로운 공정의 추가 없이 라인-온-글래스 배선의 부식 및 전식을 방지할 수 있으며, 종래의 라인-온-글래스 배선의 부식 방지를 위하여 사용된 화소전극을 사용하지 않고도 라인-온-글래스 배선의 부식 및 전식을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 라인-온-글래스 형 액정표시소자의 개략적 구조를 나타내는 평면도.
도 2는 도 1의 라인-온-글래스 배선부를 확대한 평면도.
도 3은 도 2의 라인-온-글래스 배선부의 일부를 확대한 평면도.
도 4는 도 3의 I-I선을 절단선으로 하여 본 단면도.
도 5는 본 발명의 라인-온-글래스 배선부를 나타내는 단면도.
도 6은 도 5의 J-J선을 절단선으로 하여 본 본 발명의 라인-온-글래스 형 액정표시소자의 단면도.
***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *****
110:박막트랜지스터 어레이 기판 120:컬러필터 기판
130,140:테이프 케리어 패키지(TCP) 150:게이트 PCB
160:데이터 PCB 111:라인-온-글래스 배선
113:컨택홀 112,606:실 패턴
400:기판 111A:LOG배선
401:게이트 절연층 402:보호막
403,605:화소전극 602:LOG배선
610:제 1 컨택홀 620:제 2 컨택홀

Claims (8)

  1. 액정표시패널의 기판상에 형성되며 데이터 인쇄회로기판으로부터 게이트 인쇄회로기판으로 구동전압을 인가하는 제 1 컨택홀을 구비하는 복수의 라인-온-글래스 배선과;
    상기 라인-온-글래스 배선 상에 형성되는 제 1절연층 및 제 2절연층과;
    상기 제 1 절연층 및 제 2 절연층의 일부를 제거하여 형성되는 제 2 컨택홀과;
    상기 제 2 컨택홀 및 제 2 절연층 상에 형성되는 실 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 라인-온-글래스 형 액정표시소자.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 절연층 상 및 제 2 컨택홀 내에 화소전극물질이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 라인-온-글래스 형 액정표시소자.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 컨택홀은 상기 제 1 컨택홀 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 라인-온-글래스 형 액정표시소자.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 컨택홀은 상기 제 1 컨택홀보다 폭이 좁을 것을 특징으로 하는 라인-온-글래스 형 액정표시소자.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 컨택홀을 구비하는 라인-온-글래스 배선은 상기 제 1 절연층에 의해 감싸지는 것을 특징으로 하는 라인-온-글래스 형 액정표시소자.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 절연층은 벤조싸이클로부텐(benzocyclobutene : BCB), 에스오지(spin on glass : SOG) 또는 포토-아크릴(photoacryl) 등의 유기물질인 것을 특징으로 하는 라인-온-글래스 형 액정표시소자.
  7. 액정표시패널의 기판상에 형성되고 데이터 인쇄회로기판으로 부터 게이트 인쇄회로기판으로 구동전압을 인가하며 상기 기판을 노출시키는 오픈부를 구비하는 라인-온-글래스 배선;
    상기 라인-온-글래스 배선 상에 형성되는 절연층;
    상기 절연층을 뚫고 상기 액정표시패널의 기판과 직접 접촉하는 실 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 라인-온-글래스 형 액정표시소자.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 실 패턴은 상기 오픈부를 통하여 상기 기판과 직접 첩촉하는 것을 특징으로 하는 라인-온-글래스 형 액정표시소자.
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