KR20070071794A - Liquid crystal display device and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 액정표시장치를 나타낸 분해사시도1 is an exploded perspective view showing a conventional liquid crystal display device
도 2는 데이터 라인 리페어를 위한 종래의 액정표시장치의 평면 구성도 2 is a plan view showing a conventional liquid crystal display for a data line repair
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ' 선상을 자른 구조 단면도 3 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 2.
도 4는 도 3의 데이터라인과 이웃하는 화소전극과 리페어 라인 사이의 기생 용량을 나타낸 등가회로도 4 is an equivalent circuit diagram illustrating parasitic capacitance between a data line of FIG. 3 and a neighboring pixel electrode and a repair line;
도 5는 종래의 데이터라인 좌우 쉬프트에 따른 수직 불량을 나타낸 사진5 is a photograph showing a vertical failure according to the left and right shift of a conventional data line
도 6은 데이터 라인 리페어를 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 평면 구성도 6 is a plan view illustrating a liquid crystal display according to the present invention for data line repair.
도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ' 선상을 자른 구조 단면도 7 is a cross-sectional view taken along line II-II ′ of FIG. 6.
도 8은 도 7의 데이터라인과 이웃하는 양측 화소전극 및 리페어 라인 사이의 기생 용량을 나타낸 등가회로도 FIG. 8 is an equivalent circuit diagram illustrating parasitic capacitance between the data line of FIG. 7 and neighboring pixel electrodes and a repair line.
도 9a 내지 도 9g는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정 단면도 9A to 9G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 제 1 기판 101, 101d : 게이트라인 100:
102 : 게이트절연막 103 : 비정질 실리콘층102 gate
103a: 활성층 104 : n+ 비정질 실리콘층103a: active layer 104: n + amorphous silicon layer
104a : 오믹 접촉층 105 : 제 1 금속층 104a: ohmic contact layer 105: first metal layer
106 : 제 2 포토레지스트 패턴 107 : 데이터라인 106: second photoresist pattern 107: data line
107a : 소오스전극 107b : 드레인전극 107a:
108 : 보호막 109 : 제 3 포토레지스트 패턴 108: protective film 109: third photoresist pattern
110 : 제 1 콘택홀 111 : 투명도전막 110: first contact hole 111: transparent conductive film
111a : 화소전극 111a: pixel electrode
본 발명은 액정표시장치에 대한 것으로, 특히 데이터라인의 리페어 구조를 변경하여 수직띠 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 액정표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다.As the information society develops, the demand for display devices is increasing in various forms, and in recent years, liquid crystal display devices (LCDs), plasma display panels (PDPs), electro luminescent displays (ELD), and vacuum fluorescent (VFD) Various flat panel display devices such as displays have been studied, and some of them are already used as display devices in various devices.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으 로 인하여 이동형 화상 표시 장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비젼 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.Among them, LCD is currently being used most frequently as a substitute for CRT (Cathode Ray Tube) for mobile image display devices because of its excellent image quality, light weight, thinness, and low power consumption. In addition to the mobile use, various developments have been made for televisions and monitors for receiving and displaying broadcast signals.
이와 같은 액정 표시 장치가 일반적인 화면 표시 장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비 전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.In order to use such a liquid crystal display as a general screen display device in various parts, it is a matter of how high quality images such as high definition, high brightness and large area can be realized while maintaining the characteristics of light weight, thinness and low power consumption. Can be.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 액정 표시 장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a liquid crystal display according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 액정 표시 장치를 나타낸 분해사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a conventional liquid crystal display device.
종래의 액정 표시 장치(10)는, 도 1과 같이, 일정 공간을 갖고 합착된 제 1 기판(1) 및 제 2 기판(2)과, 상기 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2) 사이에 주입된 액정층(3)으로 구성되어 있다.The conventional liquid
보다 구체적으로 설명하면, 상기 제 1 기판(1)에는 화소 영역(P)을 정의하기 위하여 일정한 간격을 갖고 일방향으로 복수개의 게이트 라인(4)과, 상기 게이트 라인(4)에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 복수개의 데이터 라인(5)이 배열된다. 그리고, 상기 각 화소 영역(P)에는 화소 전극(6)이 형성되고, 상기 각 게이트 라인(4)과 데이터 라인(5)이 교차하는 부분에 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 상기 게이트 라인(4)에 인가되는 신호에 따라 상기 데이터 라인(5)의 데이터 신호를 상 기 각 화소 전극(6)에 인가한다.In more detail, the
그리고, 상기 제 2 기판(2)에는 상기 화소 영역(P)을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층(7)이 형성되고, 상기 각 화소 영역에 대응되는 부분에는 색상을 표현하기 위한 R, G, B 컬러 필터층(8)이 형성되고, 상기 컬러 필터층(8)위에는 화상을 구현하기 위한 공통 전극(9)이 형성되어 있다.In addition, a black matrix layer 7 is formed on the second substrate 2 to block light in portions other than the pixel region P, and portions R corresponding to the respective pixel regions are formed to express colors. , G, B
상기와 같은 액정 표시 장치는 상기 화소 전극(6)과 공통 전극(9) 사이의 전계에 의해 상기 제 1, 제 2 기판(1, 2) 사이에 형성된 액정층(3)의 액정이 배향되고, 상기 액정층(3)의 배향 정도에 따라 액정층(3)을 투과하는 빛의 양을 조절하여 화상을 표현할 수 있다.In the liquid crystal display device as described above, the liquid crystal of the liquid crystal layer 3 formed between the first and
이와 같은 액정 표시 장치를 TN 모드(Twisted Nematic mode) 액정 표시 장치라 하며, 상기 TN 모드 액정 표시 장치 외에 수평 전계를 이용한 횡전계 모드(In-Plane Switching(IPS) mode) 액정 표시 장치가 개발되었다. 상기 횡전계(IPS) 모드 액정 표시 장치는 제 1 기판의 화소 영역에 화소 전극과 공통 전극을 일정한 거리를 갖고 서로 평행하게 형성하여 상기 화소 전극과 공통 전극 사이에 횡 전계(수평 전계)가 발생하도록 하고 상기 횡 전계에 의해 액정층이 배향되도록 한 것이다.Such a liquid crystal display is called a twisted nematic mode liquid crystal display, and in addition to the TN mode liquid crystal display, an in-plane switching (IPS) liquid crystal display using a horizontal electric field has been developed. In the transverse electric field (IPS) mode liquid crystal display, a pixel electrode and a common electrode are formed parallel to each other at a predetermined distance in a pixel area of the first substrate so that a transverse electric field (horizontal electric field) is generated between the pixel electrode and the common electrode. The liquid crystal layer is aligned by the lateral electric field.
이하, 첨부 도면을 참조하여 종래의 액정표시장치에 대하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a liquid crystal display according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 데이터 라인 리페어를 위한 종래의 액정표시장치의 평면 구성도이고, 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ' 선상을 자른 구조 단면도이고, 도 4는 도 3의 데이터라인과 이웃하는 화소전극과 리페어 라인 사이의 기생 용량을 나타낸 등가회로도이다. FIG. 2 is a plan view illustrating a conventional liquid crystal display for repairing a data line, FIG. 3 is a cross-sectional view of the structure taken along line II ′ of FIG. 2, and FIG. 4 is a pixel electrode adjacent to the data line of FIG. 3. Equivalent circuit diagram showing parasitic capacitance between repair lines.
그리고 도 5는 종래의 데이터라인 좌우 쉬프트에 따른 수직 불량을 나타낸 사진이다. FIG. 5 is a photograph showing vertical defects according to a left and right shift of a conventional data line.
종래의 데이터라인 리페어를 위한 액정표시장치는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 서로 대향되는 제 1 기판(20) 및 제 2 기판(미도시)과, 상기 제 1 기판(20) 상에 서로 교차하여 화소 영역들을 정의하는 복수개의 게이트 라인(21) 및 데이터 라인(27)과, 상기 게이트 라인(21)들과 데이터 라인(27)들의 각 교차부에 형성된 박막 트랜지스터(TFT) 및 상기 각 화소 영역에 형성되며 전단 게이트 라인(31d)과 소정 부분 오버랩하는 복수개의 화소 전극(31a)을 포함하여 이루어진다. 2. Description of the Related Art A conventional liquid crystal display for repairing a data line includes a
상기 박막 트랜지스터는 채널이 소오스 전극(27a)과 드레인 전극(27b) 사이의 영역에 정의되는 것으로, 채널 또한, 소오스 전극(27a)의 형상의 내부를 따라 U'자형으로 정의된다. In the thin film transistor, a channel is defined in a region between the
이러한 박막 트랜지스터는, 상기 게이트 라인(21)에서 돌출된 게이트 전극(21a)과, 상기 데이터 라인(27)에서 돌출되어 형성된 U'자형의 소오스 전극(27a)과, 상기 U'자형의 소오스 전극(27a)과 소정 간격 이격되어 상기 U'자형의 소오스 전극(27a) 내부로 들어오는 드레인 전극(27b)을 포함하여 형성된다. The thin film transistor includes a
그리고, 상기 데이터 라인(27), 소오스 전극(27a), 드레인 전극(27b) 하부 및 상기 소오스 전극(27a)과 드레인 전극(27b) 사이의 채널 영역 하부에는 활성층(23a)과 오믹접촉층(24a)이 적층 형성된다. 상기 소오스 전극(27a)과 드레인 전극(27b) 사이의 영역에 대응되는 채널 영역에서는 상기 오믹접촉층(24a)이 제거되어 있다. The
그리고, 데이터라인(27)의 좌측에, 상,하측 일부분에서 상기 데이터라인(27)과 겹치도록 리페어 라인(21b)이 구성되어 있다. 이때 리페어 라인(21b)은 게이트라인(21)과 동일층에 형성된다. The
그리고 상기 게이트 라인(21)과 데이터 라인(27)의 층간에는 게이트 절연막(22)이 형성되며, 상기 데이터 라인(27)과 화소 전극(31a)간의 층간에는 보호막(28)이 형성된다. 여기서, 상기 보호막(28)에는 박막 트랜지스터의 드레인 전극(27b)의 소정 부위가 드러나도록 제 1 콘택홀(30)이 형성되어 있다. A gate insulating layer 22 is formed between the
상기와 같이 종래의 액정표시장치에서는 소정 화소 일측에 배치된 데이터 라인(27)이 오픈 될 경우, 상기 데이터라인(27)과 겹쳐진 리페어 라인(21b)을 용접하여 데이터라인(27)과 리페어 라인(21b)이 쇼트되도록 하여 리페어를 진행한다. As described above, when the
그리고, 상기 화소전극(31a)은 인접한 리페어 라인(21a)과 일부 오버랩되어 있다. The
일반적으로 액정표시장치는 박막트랜지스터의 게이트전극과 소오스전극, 게이트전극과 드레인전극 사이에 중첩부분이 존재하여 각각 Cgs, Cgd의 기생용량을 갖게 된다. Cgd는 박막트랜지스터가 턴오프될 때 유도정전용량에 의해 화소전극전압에 ΔVp 만큼 변동(이때 ΔVp는 데이타 전압 - 화소전극전압을 나타낸다.)을 주는데, 이는 화질에 중요한 영향을 끼친다. 이 변동은 액정의 실효전압에 똑같은 크기만큼 변동을 주기 때문이다. ΔVp는 근사적으로 다음과 같은 식으로 표현된다.In general, an LCD has an overlapping portion between a gate electrode, a source electrode, a gate electrode, and a drain electrode of a thin film transistor, and thus has parasitic capacitances of Cgs and Cgd, respectively. Cgd varies the pixel electrode voltage by ΔVp by the inductive capacitance when the thin film transistor is turned off (where ΔVp represents the data voltage-the pixel electrode voltage), which has a significant effect on image quality. This variation is caused by the same magnitude of variation in the effective voltage of the liquid crystal. ΔVp is approximately expressed by the following equation.
이때 Cgd는 게이트 전극과 드레인 전극의 중첩부분에 의한 기생용량을, CLC는 액정 용량을, Cstc는 보조용량을, ΔVg는 주사선에 인가되는 게이트전압 변화를 나타낸다.In this case, Cgd represents a parasitic capacitance due to the overlapping portion of the gate electrode and the drain electrode, CLC represents a liquid crystal capacitance, Cstc represents an auxiliary capacitance, and ΔVg represents a gate voltage change applied to the scan line.
이상적인 액정표시장치일 경우, 화소전극에 걸리는 전압이 데이타 전압과 같아서, 인가되는 데이타 신호가 포지티브 필드거나 네거티브 필드이거나 관계없이 액정실효전압은 같아야 한다. 그러나 언급한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는 자체내의 기생용량으로 인해 박막트랜지스터가 턴오프 되어 데이타 신호가 인가될 때 화소전극전압에 ΔVp 만큼 변동을 준다.In the case of an ideal liquid crystal display device, the voltage across the pixel electrode is equal to the data voltage, so the liquid crystal effective voltage must be the same regardless of whether the applied data signal is a positive field or a negative field. However, as mentioned above, the general liquid crystal display device varies the pixel electrode voltage by ΔVp when the thin film transistor is turned off due to its parasitic capacitance and the data signal is applied.
상기와 같은 △Vp는 종래 구조를 갖는 데이터라인(27) 양측의 화소전극(31a)과 리페어 라인(21b)을 구비한 액정표시장치에 의해서도 나타나는데, 이에 적용할 경우 △Vp는 다음과 같이 나타낼 수 있다. [Delta] Vp is also represented by a liquid crystal display device having a
상기 종래의 구성을 갖는 액정표시장치에서 데이터라인(27)을 중심으로 이웃하는 화소전극(31a) 및 리페어 라인(21b)간의 기생 용량의 분포를 보면, 도 4에 도시한 바와 같이, 데이터라인(27)을 중심으로 좌측으로는 Cdp-Left, Cgp, Cgd가 병렬 구성되고, 데이터라인(27)을 중심으로 우측으로는 Cdp-Right가 구성된다. In the liquid crystal display having the conventional structure, the distribution of parasitic capacitance between the
이에 의해서, 좌측의 커패시턴스(Cdpl)는 아래의 [식1]으로 나타낼 수 있다. Thereby, the capacitance Cdpl on the left side can be represented by the following [Equation 1].
[식1] [Equation 1]
그리고, 상기에서와 같이 리페어 라인이 좌측에 있을 경우와, 리페어 라인이 구비되어 있지 않을 경우의 기생용량을 비교하면, 다음과 같은 부등식으로 나타낼 수 있다. 부등호의 좌측이 리페어 라인이 있을 경우이고, 우측이 리페어 라인이 없을 경우이다. As described above, the parasitic capacitance when the repair line is on the left side and when the repair line is not provided may be expressed by the following inequality. The left side of the inequality sign has a repair line and the right side has no repair line.
상기 [식1] 및 부등식에서 보듯이 리페어 라인이 있을 경우와 없을 경우의 Cdp에는 차이가 발생하고, 리페어 라인이 있을 경우가 없을 경우보다 기생용량이 작다. 즉, 데이터라인(27)의 좌측에만 리페어 라인(21b)이 있으므로 데이터라인(27)을 기준으로 좌,우측의 기생용량에 차이가 발생하여 △Vp를 줄이는데 한계가 있다. As shown in
또한, 데이터라인이 좌,우방향으로 쉬프트될 경우에는 도 5의 좌,우에 보인 사진에서와 같이, 리페어 라인이 있을 때에 픽셀이 받는 △Vp의 변화량은 더욱 크게 나타나서(△Vp의 비대칭에 의해서), 수직띠 불량이 발생한다. In addition, when the data line is shifted in the left and right directions, as shown in the left and right pictures of FIG. 5, the amount of change of ΔVp received by the pixel when the repair line is present appears larger (due to the asymmetry of ΔVp). , Vertical band failure occurs.
상기와 같은 문제로 현재 리페어 라인을 구성시키지 않고, 데이터라인의 오픈 불량이 발생하여도 리페어를 실시하지 않는 실정이다. Due to the above problem, the current repair line is not configured, and repair is not performed even if an open defect occurs in the data line.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 데이터라인의 리페어 구조를 변경하여 △Vp를 최소화시켜서 수직띠 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 액정표시장치 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to change the repair structure of the data line to minimize ΔVp to prevent the occurrence of vertical band defects and its manufacture To provide a method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는 서로 대향된 제 1 기판 및 제 2 기판; 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 라인 및 데이터 라인; 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터; 상기 화소 영역에 형성된 화소전극; 상기 데이터 라인 양측 하부에 대칭 형성되도록 형성된 제 1, 제 2 리페어 라인을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, a liquid crystal display device includes: a first substrate and a second substrate facing each other; A plurality of gate lines and data lines crossing each other on the first substrate to define pixel regions; A thin film transistor formed at an intersection of the gate lines and the data lines; A pixel electrode formed in the pixel region; And first and second repair lines formed to be symmetrically formed under both sides of the data line.
상기 제 1, 제 2 리페어 라인은 상,하부의 일 부분에서 상기 데이터라인과 각각 겹치도록 형성됨을 특징으로 한다. The first and second repair lines may be formed to overlap the data lines at upper and lower portions, respectively.
상기 제 1, 제 2 리페어 라인은 상기 게이트라인과 동일층에 형성됨을 특징으로 한다. The first and second repair lines may be formed on the same layer as the gate lines.
데이터 라인 오픈시, 상기 데이터라인과 겹쳐진 상기 제 1, 제 2 리페어 라인의 상,하부의 일 부분은 상기 데이터라인과 쇼트되어 2개의 데이터 신호 이동 경로가 됨을 특징으로 한다. When the data line is opened, a portion of the upper and lower portions of the first and second repair lines overlapping the data line may be shorted with the data line to form two data signal movement paths.
상기 화소전극은 인접한 상기 제 1, 제 2 리페어 라인과 일부 오버랩되어 있음을 특징으로 한다. The pixel electrode is partially overlapped with the adjacent first and second repair lines.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은 기판상에 게이트라인 및 게이트전극을 형성하는 제 1 단계; 상기 게이트라인과 이격되어 직교하는 방향으로 대칭 형성된 제 1, 제 2 리페어 라인을 형성하는 제 2 단계; 상기 게이트라인과 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하며 상기 제 1, 제 2 리페어 라인이 대칭이 되도록 그 사이에 형성된 데이터라인과, 상기 데이터라인과 연결된 소오스전극 및 상기 소오스전극과 이격된 드레인전극을 형성하는 제 3 단계; 상기 화소영역에 화소전극을 형성하는 제 4 단계를 포함함을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device, the method including: forming a gate line and a gate electrode on a substrate; A second step of forming first and second repair lines symmetrically formed in a direction orthogonal to the gate lines; A data line disposed between the gate line and horizontally to define a pixel area, and the first and second repair lines are symmetrical, a source electrode connected to the data line, and a drain electrode spaced apart from the source electrode; Forming a third step; And forming a pixel electrode in the pixel region.
상기 제 1, 제 2 리페어 라인은 상,하부의 일 부분이 마주보는 방향으로 돌출 되고, 돌출된 부분이 상기 데이터라인과 오버랩 됨을 특징으로 한다. The first and second repair lines may protrude in a direction in which upper and lower portions thereof face each other, and the protruding portions overlap the data lines.
상기 제 1, 제 2 리페어 라인은 상기 게이트라인과 동일층에 형성됨을 특징으로 한다. The first and second repair lines may be formed on the same layer as the gate lines.
상기 화소전극은 인접한 화소영역에 형성된 상기 제 1 또는 제 2 리페어 라인과 오버랩 됨을 특징으로 한다. The pixel electrode may overlap the first or second repair line formed in an adjacent pixel area.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치 및 그의 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a liquid crystal display and a manufacturing method thereof according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 대하여 설명하기로 한다. First, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described.
도 6은 데이터 라인 리페어를 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 평면 구성도이고, 도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ' 선상을 자른 구조 단면도이며, 도 8은 도 7의 데이터라인과 이웃하는 양측 화소전극 및 리페어 라인 사이의 기생 용량을 나타낸 등가회로도이다. FIG. 6 is a plan view illustrating a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention for repairing a data line, FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line II-II ′ of FIG. 6, and FIG. An equivalent circuit diagram showing parasitic capacitance between a pixel electrode and a repair line.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는, 도 6, 도 7에 도시한 바와 같이, 사이에 액정이 충진되어 서로 대향되는 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(미도시)과, 상기 제 1 기판(100) 상에 서로 교차하여 화소 영역들을 정의하는 복수개의 게이트 라인(101) 및 데이터 라인(107)과, 상기 게이트 라인(101)들과 데이터 라인(107)들의 각 교차부에 형성된 박막 트랜지스터(TFT) 및 상기 각 화소 영역에 형성되며 전 단 게이트 라인(101d)과 소정 부분 오버랩하는 복수개의 화소 전극(111a)을 포함하여 이루어진다. As illustrated in FIGS. 6 and 7, a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
상기 박막 트랜지스터는 채널이 소오스 전극(107a)과 드레인 전극(107b) 사이의 영역에 정의되는 것으로, 채널 또한, 소오스 전극(107a)의 형상의 내부를 따라 U'자형으로 정의된다. 이러한 박막 트랜지스터는, 상기 게이트 라인(101)에서 돌출된 게이트 전극(101a)과, 상기 데이터 라인(107)에서 돌출되어 형성된 U'자형의 소오스 전극(107a)과, 상기 U'자형의 소오스 전극(107a)과 소정 간격 이격되어 상기 U'자형의 소오스 전극(107a) 내부로 들어오는 드레인 전극(107b)을 포함하여 형성된다. 그리고, 상기 데이터 라인(107), 소오스 전극(107a), 드레인 전극(107b) 하부 및 상기 소오스 전극(107a)과 드레인 전극(107b) 사이의 채널 영역 하부에는 활성층(103a)과 오믹접촉층(104a)이 적층 형성된다. 상기 소오스 전극(107a)과 드레인 전극(107b) 사이의 영역에 대응되는 채널 영역에서는 상기 오믹접촉층(104a)이 제거되어 있다. In the thin film transistor, a channel is defined in a region between the
이러한 상기 활성층(103a)은 상기 소오스/드레인 전극(107a, 107b) 및 그 사이의 영역 하부에만 선택적으로 형성되고, 상기 오믹접촉층(104a)은 상기 채널 영역을 제외한 상기 소오스 전극(107a) 및 드레인 전극(107b) 하측에 형성될 수도 있다. The
한편, 도시된 바에 따르면, 상기 소오스 전극(107a)의 형상이 U'자인 것으로, 'U'자형 채널을 갖는 액정 표시 장치에 대해서 설명하였으나, 본 발명의 액정 표시 장치는 상기 소오스 전극(107a)의 형상이 일자('-')이든 어느 경우이든 적용 가능할 것이다.Meanwhile, although the shape of the
그리고, 도 6, 도 7과 같이, 데이터라인(107) 양측 하부에, 상기 데이터라인(107)을 사이에 두고 서로 대칭이 되도록, 상,하부의 일 부분에서 상기 데이터라인(107)과 각각 겹치도록 제 1, 제 2 리페어 라인(101b, 101c)이 구성되어 있다. 이때 제 1, 제 2 리페어 라인(101b, 101c)은 게이트라인(101)과 동일층에 형성된다. 6 and 7, the
그리고 상기 게이트 라인(101)과 데이터 라인(107)의 층간에는 게이트 절연막(102)이 형성되며, 상기 데이터 라인(107)과 화소 전극(111a)간의 층간에는 보호막(108)이 형성된다. 여기서, 상기 보호막(108)에는 박막 트랜지스터의 드레인 전극(107b)의 소정 부위가 드러나도록 제 1 콘택홀(110)이 형성되어 있다. A gate insulating layer 102 is formed between the
상기와 같이 액정 표시 장치의 소정 화소에서 데이터 라인(107)이 오픈될 경우를 대비해서, 1개의 화소에 배열된 각 데이터라인(107)의 양측에 대칭이 되도록 제 1, 제 2 리페어 라인(101b, 101c)이 형성되어 있다. 그리고 제 1, 제 2 리페어 라인(101b, 101c)은 1개의 화소에 대응되는 데이터라인(107)의 상,하측 일영역에서 데이터라인(107)과 겹치도록 형성되어있다. In case the
도면에는 도시되지 않았지만, 데이터 라인(107)이 오픈될 경우에는 데이터라인(107)과 겹쳐진 제 1, 제 2 리페어 라인(101b, 101c) 부분을 레이저를 이용하여 용접시켜서 데이터라인(107)과 제 1, 제 2 리페어 라인(101b, 101c)이 연결되도록 하여서, 제 1, 제 2 리페어 라인(101b, 101c)의 2개의 경로를 따라서 데이터 신호가 박막 트랜지스터(TFT)를 통해서 화소전극(111a)으로 전달되도록 한다. Although not shown in the drawing, when the
그리고, 상기 화소전극(111a)은 인접한 제 1, 제 2 리페어 라인(101a, 101b) 과 일부 오버랩되어 있다. The
일반적으로 액정표시장치는 박막트랜지스터의 게이트전극과 소오스전극, 게이트전극과 드레인전극 사이에 중첩부분이 존재하여 각각 Cgs, Cgd의 기생용량을 갖게 된다. Cgd는 박막트랜지스터가 턴오프될 때 유도정전용량에 의해 화소전극전압에 ΔVp 만큼 변동(이때 ΔVp는 데이타 전압 - 화소전극전압을 나타낸다.)을 주는데, 이는 화질에 중요한 영향을 끼친다. 이 변동은 액정의 실효전압에 똑같은 크기만큼 변동을 주기 때문이다. ΔVp는 근사적으로 다음과 같은 식으로 표현된다.In general, an LCD has an overlapping portion between a gate electrode, a source electrode, a gate electrode, and a drain electrode of a thin film transistor, and thus has parasitic capacitances of Cgs and Cgd, respectively. Cgd varies the pixel electrode voltage by ΔVp by the inductive capacitance when the thin film transistor is turned off (where ΔVp represents the data voltage-the pixel electrode voltage), which has a significant effect on image quality. This variation is caused by the same magnitude of variation in the effective voltage of the liquid crystal. ΔVp is approximately expressed by the following equation.
이때 Cgd는 게이트 전극과 드레인 전극의 중첩부분에 의한 기생용량을, CLC는 액정 용량을, Cstc는 보조용량을, ΔVg는 주사선에 인가되는 게이트전압 변화를 나타낸다.In this case, Cgd represents a parasitic capacitance due to the overlapping portion of the gate electrode and the drain electrode, CLC represents a liquid crystal capacitance, Cstc represents an auxiliary capacitance, and ΔVg represents a gate voltage change applied to the scan line.
이상적인 액정표시장치일 경우, 화소전극에 걸리는 전압이 데이타 전압과 같아서, 인가되는 데이타 신호가 포지티브 필드거나 네거티브 필드이거나 관계없이 액정실효전압은 같아야 한다. 그러나 언급한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치는 자체내의 기생용량으로 인해 박막트랜지스터가 턴오프되어 데이타 신호가 인가될 때 화소전극전압에 ΔVp 만큼 변동을 준다.In the case of an ideal liquid crystal display device, the voltage across the pixel electrode is equal to the data voltage, so the liquid crystal effective voltage must be the same regardless of whether the applied data signal is a positive field or a negative field. However, as mentioned above, the general liquid crystal display device varies the pixel electrode voltage by ΔVp when the thin film transistor is turned off due to its parasitic capacitance and the data signal is applied.
상기와 같은 △Vp는 데이터라인(107) 양측의 화소전극(111a)과 제 1, 제 2 리페어 라인(101b, 101c)을 구비한 액정표시장치에 의해서도 나타나는데, 이에 적용할 경우 △Vp는 다음과 같이 나타낼 수 있다. The above-mentioned? Vp is also shown by a liquid crystal display having a
상기의 식에 의하면 Cdpr과 Cdpl이 동일하면 △Vp는 '0'이 되어 화소전극 전압에 변동을 주지 않고 데이터 신호가 그대로 화소전극에 전달되어 이상적인 구동 효율을 나타낼 수 있다. According to the above equation, if Cdpr and Cdpl are the same, ΔVp becomes '0' so that the data signal is transferred to the pixel electrode without change in the pixel electrode voltage, thereby indicating an ideal driving efficiency.
본 발명은 상기와 같이 데이터라인이 오픈되어 이를 리페어 해야 할 경우, △Vp에 의한 영향을 최소화시킬 수 있는 구성에 관한 것이다. The present invention relates to a configuration capable of minimizing the influence of ΔVp when the data line is open and needs to be repaired as described above.
이를 위해서, 본 발명에서는 데이터라인(107) 양측에 대칭되게 제 1, 제 2 리페어 라인(101b, 101c)을 구성하여 △Vp에 의한 영향을 최소화시켰다. To this end, in the present invention, the first and
좀 더 자세하게 설명하면, 상기와 같은 구성을 갖는 액정표시장치에서 데이터라인(107)을 중심으로 이웃하는 화소전극(111a) 및 제 1, 제 2 리페어 라인(101b, 101c)간의 기생 용량의 분포 형태를 보면, 도 8에 도시한 바와 같이, 데이터라인(107)을 중심으로 좌측으로는 Cdp-Left, Cgp, Cgd가 병렬 구성되고, 데이터라인(107)을 중심으로 우측으로는 Cdp-Right, Cgp, Cgd가 병렬 구성된다. In more detail, the parasitic capacitance distribution form between the
이에 의해서, 좌측의 커패시턴스(Cdpl)는 아래의 [식2]으로 나타낼 수 있고, 우측의 커패시턴스(Cdpr)는 아래의[식3]와 같이 나타낼 수 있다. Thereby, the capacitance Cdpl on the left side can be represented by the following [Equation 2], and the capacitance Cdpr on the right side can be expressed as below [Equation 3].
[식2] [Equation 2]
[식3] [Equation 3]
상기에서 Cgp-Left와 Cgp-Right가 좌우 대칭일 경우에는 Cdpl과 Cdpr이 동일하여 △Vp가 '0'이 됨으로, 기생 용량에 영향을 받지 않고 구동을 효율적으로 시킬 수 있다. In the case where Cgp-Left and Cgp-Right are symmetrical, Cdpl and Cdpr are the same, so that ΔVp becomes '0', so that driving can be efficiently performed without being affected by parasitic capacitance.
또한, 데이터라인(107)이 좌측 또는 우측의 어떤 방향으로 흔들렸다고 해도, 데이터라인(107) 좌우측 모두에 제 1, 제 2 리페어 라인(101b, 101c)이 구성되어 있으므로, 리페어 라인을 좌측이나 우측에만 구성하였을 때보다 △Vp를 최소화시킨 상태로 데이터라인(107)을 리페어시킬 수 있다. 즉, 종래 기술의 문제였던 수직띠와 같은 얼룩 발생을 최소화시킬 수 있다. Further, even if the
상기와 같이 데이터 라인(107) 좌우에 대칭되게 동일한 크기를 갖는 제 1, 제 2 리페어 라인(101b, 101c)을 형성하면 Cdp의 불균형을 최소화할 수 있다. As described above, if the first and
다음에, 상기 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다. Next, a method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
도 9a 내지 도 9g는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다. 9A to 9G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 도 9a에 도시한 바와 같이, 제 1 기판(100) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착방법을 통해 게이트 금속층을 형성한다. First, as shown in FIG. 9A, a gate metal layer is formed on the
이어서, 제 1 마스크를 이용한 포토리소그래피(photolithograph) 공정으로 제 1 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성하고, 제 1 포토레지스트 패턴을 이용한 식각공정으로 게이트 금속층을 패터닝함으로써 게이트라인(101)과 이에 돌출된 게이트전극(101a)을 포함하는 게이트 패턴들을 형성한다. '101d'는 이전단의 게이트라인이다. 그리고, 게이트라인(101,101d)과 이격되어 수직한 방향으로 서로 대칭되도록 제 1, 제 2 리페어 라인(101b, 101c)을 형성한다. 상기 제 1, 제 2 리페어 라인 (101b, 101c)은 상,하부의 일 부분이 마주보는 방향으로 돌출 되어 있다. 상기 제 1, 제 2 리페어 라인(101b, 101c)은 추후에 형성될 데이터라인(107)(도 9d 참조)의 양측에 일정 간격 이격되어 대칭이 되도록 구성되어 있다. Subsequently, the first photoresist pattern (not shown) is formed by a photolithograph process using a first mask, and the gate metal layer is protruded by patterning the gate metal layer by an etching process using the first photoresist pattern. Gate patterns including the
이어서, 도 9b에 도시한 바와 같이, 게이트 패턴들 및 제 1, 제 2 리페어 라인(101b, 101c)이 형성된 제 1 기판(100) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 게이트 절연막(102), 비정질 실리콘층(103), n+ 비정질 실리콘층(104), 그리고 소오스/드레인 형성용 제 1 금속층(105)을 순차적으로 형성한다. 이때, 게이트 절연막(102)의 재료로는 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연물질이 이용된다. Subsequently, as illustrated in FIG. 9B, the gate insulating layer 102 may be deposited on the
이후에 제 1 금속층(105) 위에 제 2 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정으로 제 2 포토레지스트 패턴(106)을 형성한다. 이 경우 제 2 마스크는 박막 트랜지스터의 채널부에 회절 노광부를 갖는 회절 노광 마스크를 이용함으로써 채널부의 포토레지스트 패턴이 다른 소오스/드레인 패턴부 보다 낮은 높이를 갖게 한다.Thereafter, the
이어서, 도 9c에 도시한 바와 같이, 제 2 포토레지스트 패턴(106)을 이용한 습식 식각공정으로 제 1 금속층(105)이 패터닝됨으로써 데이터 라인(107), 소오스 전극(107a), 상기 소오스 전극(107a)과 일체화된 드레인 전극(107b)을 형성할 금속 패턴(105a)들이 형성된다. Subsequently, as illustrated in FIG. 9C, the
그 다음, 동일한 제 2 포토레지스트 패턴(106)을 이용한 건식 식각공정으로 n+ 비정질 실리콘층(104)과 비정질 실리콘층(103)이 동시에 패터닝됨으로써 오믹접촉층(104a)과 활성층(103a)이 형성된다. Then, the
데이터라인(107)이 형성될 영역에는 비정질 실리콘층(103)과 n+ 비정질 실리콘층(104)과, 제 1 금속층(105)이 적층 구성되어 있다. In the region where the
그리고, 도 9d에 도시한 바와 같이, 채널부에서 상대적으로 낮은 높이를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴(106)이 애싱(Ashing) 공정으로 제거된 후 건식 식각공정으로 채널부의 소오스/드레인전극 형성용 금속 패턴(105a) 및 오믹접촉층(104a)이 식각된다. 이에 따라, 채널부의 활성층(103a)이 노출되어 활성층(103a) 상부에서 금속 패턴(105a)이 전기적으로 분리되어 소오스 전극(107a)과 드레인 전극(107b)이 형성된다. 그리고, 게이트라인(101)과 직교하여 화소영역을 정의하도록 데이터라인(107)이 형성된다. 이때 상기 데이터라인(107)은 상기 제 1, 제 2 리페어 라인(101b, 101c)의 상,하부의 일영역 상에 오버랩(도 6 참조)되는데, 상기 오버랩되는 부분은 차후에 데이터라인(107)이 오픈되었을 때 용접하여 리페어하기 위한 영역이다. As shown in FIG. 9D, the
이어서, 스트립 공정으로 소오스/드레인 패턴부 위에 남아 있는 제 2 포토레지스트 패턴(106)이 제거된다. Subsequently, the
상기 공정에 의해서 게이트전극(101a)과 활성층(103a)과 소오스전극(107a)과 드레인전극(107b)으로 구성된 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다. By the above process, a thin film transistor (TFT) including a
다음에, 도 9e에 도시한 바와 같이, 박막 트랜지스터(TFT)를 포함한 제 1 기판(100) 전면에 PECVD 등의 증착방법으로 보호막(108)을 형성하고, 보호막(108) 상에 포토레지스트를 도포한다. Next, as shown in FIG. 9E, a
그리고 제 3 마스크를 이용하여 포토레지스트를 노광 및 현상 공정으로 선택 적으로 패터닝하여, 제 3 포토레지스트 패턴(109)을 형성한다. 이후에 제 3 포토레지스트 패턴(109)을 마스크로 보호막(108)을 식각하여 드레인전극(107b)의 일영역에 제 1 콘택홀(110)을 형성한다. The photoresist is selectively patterned by an exposure and development process using a third mask to form a third photoresist pattern 109. Thereafter, the
보호막(108)의 재료로는 게이트 절연막(102)과 같은 무기 절연물질이나 유전상수가 작은 아크릴(acryl)계 유기화합물, BCB 또는 PFCB 등과 같은 유기 절연물질을 이용할 수 있다. As the material of the
이어서, 도 9f에 도시한 바와 같이, 제 1 기판(100)의 전면에 투명 도전막(111)을 증착하고, 투명 도전막(111) 상에 포토레지스트를 도포한 후, 제 4 마스크를 이용하여 화소영역에만 남도록 제 4 포토레지스트 패턴(112)을 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 9F, a transparent
이후에 도 9g에 도시한 바와 같이, 상기 제 4 포토레지스트 패턴(112)을 마스크로 투명 도전막(111)을 식각해서, 화소영역에 화소전극(111a)을 형성한다. 이때 화소전극(111a)은 인접한 화소영역에 형성된 제 1 또는 제 2 리페어 라인(101b, 101c) 상부에 오버랩되어 형성된다. 그리고 상기 화소전극(111a)은 이전단 게이트라인(101d) 상부까지 연장 형성되어 있다. Thereafter, as illustrated in FIG. 9G, the transparent
상기 투명 도전막(111)은 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide : ITO), 주석산화물(Tin Oxide : TO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듄주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide : ITZO)을 사용할 수 있다.The transparent
상기에서는 활성층(103a)이 데이터라인(107)과 소오스,드레인전극(107a, 107b) 및 채널영역에 구성된 것과, 그에 따른 제조방법을 예시하여 나타내었으나, 상기 활성층(103a)은 채널영역에만 구성될 수 있으며, 이에 따라서 회절 노광 마스 크 없이 마스크를 이용하여 비정질 실리콘층을 1번 패턴하여 형성할 수 있다. In the above, the
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the above embodiments, but should be defined by the claims.
상기와 같은 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다. The liquid crystal display according to the present invention as described above and a manufacturing method thereof have the following effects.
데이터 라인 양측 하부에 대칭이 되도록 제 1, 제 2 리페어 라인을 구성함으로써, △Vp를 최소화할 수 있고, 데이터라인 오픈 불량에 따른 리페어 처리시 데이터라인이 좌우 쉬프트되더라도 수직띠 불량없이 리페어를 효율적으로 진행할 수 있다. By configuring the first and second repair lines to be symmetrical under both sides of the data line, ΔVp can be minimized, and the repair can be efficiently performed without a vertical band defect even if the data line is shifted left and right during the repair process due to the data line open failure. You can proceed.
Claims (9)
Priority Applications (1)
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KR1020050135563A KR20070071794A (en) | 2005-12-30 | 2005-12-30 | Liquid crystal display device and method for fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020050135563A KR20070071794A (en) | 2005-12-30 | 2005-12-30 | Liquid crystal display device and method for fabricating the same |
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2005
- 2005-12-30 KR KR1020050135563A patent/KR20070071794A/en not_active Application Discontinuation
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