KR20080001418A - Thin film transistor substrate having a optical shutter and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 액정표시장치의 분해 사시도.1 is an exploded perspective view of a conventional liquid crystal display device.
도 2는 본 발명에 따른 광셔터가 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도.2 is a plan view of a thin film transistor substrate having an optical shutter according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 광셔터에 구동전원이 인가되지 않은 상태를 도시한 박막 트랜지스터 기판의 단면도.3 is a cross-sectional view of a thin film transistor substrate showing a state in which a driving power is not applied to an optical shutter according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 광셔터에 구동전원이 인가된 상태를 도시한 박막 트랜지스터 기판의 단면도.4 is a cross-sectional view of a thin film transistor substrate showing a state in which a driving power is applied to an optical shutter according to the present invention.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 게이트 패턴이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.5A and 5B are a plan view and a cross-sectional view of a thin film transistor substrate having a gate pattern according to the present invention.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 게이트 패턴을 형성하는 과정을 도시한 공정도.6A through 6C are process diagrams illustrating a process of forming a gate pattern according to the present invention.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 반도체 패턴 및 데이터 패턴이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.7A and 7B are a plan view and a cross-sectional view of a thin film transistor substrate on which a semiconductor pattern and a data pattern are formed.
도 8a 내지 도 8h는 본 발명에 따른 반도체 패턴 및 데이터 패턴을 형성하는 과정을 도시한 공정도.8A to 8H are flowcharts illustrating a process of forming a semiconductor pattern and a data pattern according to the present invention.
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 보호막이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.9A and 9B are a plan view and a cross-sectional view of a thin film transistor substrate having a protective film according to the present invention.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 도전성 패턴이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.10A and 10B are a plan view and a cross-sectional view of a thin film transistor substrate having a conductive pattern according to the present invention.
도 11a 및 도 11b는 본 발명에 따른 산화막 패턴이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.11A and 11B are a plan view and a cross-sectional view of a thin film transistor substrate having an oxide film pattern according to the present invention.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명에 따른 산화막 패턴을 형성하는 과정을 도시한 공정도.12A to 12C are process diagrams illustrating a process of forming an oxide film pattern according to the present invention.
도 13a 및 도 13b는 본 발명에 따른 광셔터가 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.13A and 13B are a plan view and a cross-sectional view of a thin film transistor substrate on which an optical shutter is formed according to the present invention.
도 14는 본 발명에 따른 광셔터가 형성된 박막 트랜지스터 기판의 확대 평면도.14 is an enlarged plan view of a thin film transistor substrate on which an optical shutter is formed according to the present invention;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 박막 트랜지스터 기판 101 : 기판100: thin film transistor substrate 101: substrate
111 : 게이트 라인 113 : 게이트 전극 111: gate line 113: gate electrode
115 : 게이트 패드 117 : 게이트 패드 하부전극115: gate pad 117: gate pad lower electrode
119 : 게이트 패드 상부전극 120 : 게이트 절연막119: gate pad upper electrode 120: gate insulating film
131 : 데이터 라인 133 :소스전극 131: data line 133: source electrode
134 : 드레인 전극 135 : 데이터 패드134: drain electrode 135: data pad
137 : 데이터 패드 하부전극 139 : 데이터 패드 상부전극137: data pad lower electrode 139: data pad upper electrode
140 : 반도체 패턴 141 : 활성층140: semiconductor pattern 141: active layer
143 : 오믹 접촉층 150 : 보호막143: ohmic contact layer 150: protective film
151 : 제 1 접촉홀 152 : 제 2 접촉홀151: first contact hole 152: second contact hole
153 : 제 3 접촉홀 154 : 제 4 접촉홀153: third contact hole 154: fourth contact hole
160 : 화소전극 165 : 화소영역160: pixel electrode 165: pixel area
170 : 스토리지 캐패시터 171 : 스토리지 전극170: storage capacitor 171: storage electrode
180 : 산화막 패턴 181 : 오픈홀180: oxide film pattern 181: open hole
190 : 광셔터190: Light shutter
본 발명은 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 응답속도 개선을 위한 광셔터가 형성된 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근, 정보화 사회가 도래함에 따라 다양한 정보를 사용자에게 제공하는 전달매체로서의 역학을 수행하는 영상표시장치에 대한 중요성이 어느 때보다 강조되고 있다. Recently, with the arrival of the information society, the importance of an image display device that performs dynamics as a transmission medium for providing various information to users has been emphasized more than ever.
이러한 영상표시장치의 주류를 이루고 있었던 종래의 음극선관(Cathode Ray Tube) 또는 브라운관은 무게와 부피가 큰 문제점이 있었고, 이러한 문제점을 해소하기 위해 다양한 종류의 평판표시소자(Flat Panel Display)가 개발되고 있다. The cathode ray tube or the cathode ray tube, which has been the mainstream of such an image display device, has a problem of weight and volume, and various kinds of flat panel displays have been developed to solve such problems. have.
평판표시소자에는 액정표시소자(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 및 일렉트로루미네센스(Electroluminescence : EL) 등이 있고 이들 대부분이 실용화되어 시판되고 있다.The flat panel display device includes a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP) and an electroluminescence (EL). Most of these are commercially available and commercially available.
이 중에서 액정표시소자는 전자제품의 경박단소화 추세를 만족할 수 있고 양산성이 향상되고 있어 많은 응용분야에서 음극선관 또는 브라운관을 빠른 속도로 대체하고 있다. Among these, liquid crystal display devices can satisfy the trend of light and short and short of electronic products and have improved mass productivity, and are rapidly replacing cathode ray tubes or CRTs in many applications.
특히, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, "TFT"라 한다)를 이용하여 액정셀을 구동하는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자는 화질이 우수하고 소비전력이 낮은 장점이 있으며, 최근의 양산기술 확보와 연구개발의 성과로 대형화와 고해상도화로 급속히 발전하고 있다.In particular, an active matrix type liquid crystal display device that drives a liquid crystal cell using a thin film transistor (hereinafter referred to as "TFT") has the advantages of excellent image quality and low power consumption, and secures the latest mass production technology. As a result of research and development, it is rapidly developing into larger size and higher resolution.
도 1을 참조하여 상술한 바와 같은 액정표시장치의 구성 및 동작에 대해 설명하면 다음과 같다. A configuration and an operation of the liquid crystal display as described above with reference to FIG. 1 will be described below.
액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터 기판 및 컬러필터기판, 두 기판 사이에 일정한 셀갭 유지를 위해 위치하는 스페이서 및 그 셀갭에 채워진 액정 등을 구비한다.The liquid crystal display device displays an image by adjusting the light transmittance of the liquid crystal using an electric field. As shown in FIG. 1, a thin film transistor substrate and a color filter substrate, spacers positioned to maintain a constant cell gap between two substrates, and And liquid crystal filled in the cell gap.
여기서, 박막 트랜지스터 기판(70)은 서로 교차되게 형성된 게이트 라인(71) 및 데이터 라인(72), 그들(71,72)의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터(73), 박막 트랜지스터(73)와 접속된 화소전극(74) 및 액정 배향을 위해 도포된 하부 배향막 (미도시)으로 구성된다.Here, the thin
이때, 박막 트랜지스터(73)는 데이터 라인(72)에 접속된 소스전극, 채널을 사이에 두고 소스전극과 대향하는 드레인 전극 및 채널을 형성하는 반도체층으로 구성된다. 이때, 반도체층은 소스전극과 드레인 전극 사이에 채널을 형성하는 활성층과, 활성층 상에 위치하여 소스전극 및 드레인 전극과 오믹 접촉을 수행하는 오믹 접촉층을 포함한다.In this case, the
칼라필터기판(80)은 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스(81), 칼라 구현을 위한 칼러 필터(82), 화소 전극(74)과 수직전계를 이루는 공통전극(83) 및 액정 배향을 위해 도포된 상부 배향막(84)으로 구성된다.The
이때, 배향막은 박막 트랜지스터 기판(70)과 컬러필터기판(80) 사이에 개재되는 액정(90)을 소정 방향으로 배향시키기 역할을 수행하는 것으로서, 배향막 상에는 러빙장치를 이용하여 폴리이미드 등의 유기막에 대한 러빙공정이 수행됨에 따라 액정이 정렬되는 배향홈(미도시)이 형성된다.In this case, the alignment layer serves to orient the
여기서, 액정표시장치는 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터기판을 별도로 제작하여 합착한 다음 액정을 주입하고 봉입함으로써 완성하게 된다.Here, the liquid crystal display device is completed by separately manufacturing a thin film transistor substrate and a color filter substrate, and then injecting and encapsulating a liquid crystal.
종래, 상술한 바와 같이 구성된 액정표시장치는 화소 전극(74)과 공통전극 (73)사이에 형성된 전계에 의해 기판 사이에 충진된 액정분자(90)들이 유전 이방성에 의해 회전하게 되고, 액정분자(90)들의 회전 정도에 따라 화소 영역을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조를 구현하였다.Conventionally, in the liquid crystal display device configured as described above,
이때, 양 전극 사이에 형성되는 전계에 대응하는 액정분자들의 응답속도는 일반적으로 수십 ms(밀리초)이고, 따라서 이보다 빠른 응답특성을 갖는 액정표시장치를 제조하는 데에는 한계가 있었다.In this case, the response speed of the liquid crystal molecules corresponding to the electric field formed between the two electrodes is generally several tens of ms (milliseconds), and thus there is a limit in manufacturing a liquid crystal display device having a faster response characteristic.
상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해, 본 발명의 목적은 응답속도를 향상시킬 수 있는 광셔터가 형성된 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the conventional problems as described above, an object of the present invention is to provide a thin film transistor substrate and a method of manufacturing the optical shutter is formed that can improve the response speed.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판은, 기판상에 형성된 게이트 라인; 게이트 절연막을 사이에 두고 게이트 라인과 교차 형성되어 화소영역을 정의하는 데이터 라인; 게이트 라인 및 데이터 라인에 교차부에 형성된 박막 트랜지스터; 박막 트랜지스터를 덮는 보호막에 형성된 접촉홀을 통해 박막 트랜지스터와 접속되는 화소전극; 화소영역을 덮는 동시에 화소전극을 노출시키기 위한 오픈홀이 형성된 산화막 패턴; 및 산화막 패턴 상에 형성되며 오픈홀을 통해 화소전극과 접속된 광셔터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a thin film transistor substrate according to the present invention, the gate line formed on the substrate; A data line intersecting with the gate line with the gate insulating layer interposed therebetween to define the pixel region; A thin film transistor formed at an intersection of the gate line and the data line; A pixel electrode connected to the thin film transistor through a contact hole formed in the passivation layer covering the thin film transistor; An oxide film pattern covering an area of the pixel area and having an open hole for exposing the pixel electrode; And an optical shutter formed on the oxide film pattern and connected to the pixel electrode through the open hole.
본 발명에 따른 산화막 패턴은 광이 투과될 수 있는 두께를 갖는 산화 실리콘으로 구성된 것을 특징으로 한다.The oxide film pattern according to the present invention is characterized by consisting of silicon oxide having a thickness that can transmit light.
본 발명에 따른 광셔터는 산화막 패턴과 동일 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The optical shutter according to the present invention is formed in the same pattern as the oxide film pattern.
본 발명에 따른 광셔터는 나노 구조를 갖는 잉크로 구성된 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 기판.The optical shutter according to the present invention is a thin film transistor substrate, characterized in that composed of an ink having a nanostructure.
본 발명에 따른 광셔터는, 화소전극을 통해 구동전원이 인가되지 않은 경우, 원통 형상으로 말려 올라가 화소영역을 오픈시키는 것을 특징으로 한다.The optical shutter according to the present invention is characterized in that when the driving power is not applied through the pixel electrode, the optical shutter is rolled up into a cylindrical shape to open the pixel region.
본 발명에 따른 광셔터는, 화소전극을 통해 구동전원이 인가되는 경우, 평탄하게 펼처저 화소영역을 폐쇄시키는 것을 특징으로 한다.The optical shutter according to the present invention is characterized in that when the driving power is applied through the pixel electrode, the pixel area is flatly closed.
또한, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조방법은, 기판상에 게이트 라인을 형성하는 단계; 게이트 절연막을 사이에 두고 게이트 라인과 교차되어 화소영역을 정의하는 데이터 라인을 형성하는 단계; 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; 박막 트랜지스터를 덮는 보호막에 형성된 접촉홀을 통해 박막 트랜지스터와 접속되는 화소전극을 형성하는 단계; 화소영역을 덮는 동시에 화소전극을 노출시키기 위한 오픈홀이 형성된 산화막 패턴을 형성하는 단계; 및 산화막 패턴 상에 형성되며 오픈홀을 통해 화소전극과 접속된 광셔터를 형성하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the method of manufacturing a thin film transistor substrate according to the present invention includes the steps of forming a gate line on the substrate; Forming a data line crossing the gate line with the gate insulating layer interposed therebetween to define a pixel region; Forming a thin film transistor at an intersection of the gate line and the data line; Forming a pixel electrode connected to the thin film transistor through a contact hole formed in the passivation layer covering the thin film transistor; Forming an oxide film pattern covering the pixel area and having open holes for exposing the pixel electrode; And forming an optical shutter formed on the oxide film pattern and connected to the pixel electrode through the open hole.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판의 구성 및 동작에 대해 설명한다. 여기서, 도 2는 본 발명에 따른 광셔터가 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도이고, 도 3은 광셔터에 구동전원이 인가된 박막 트랜지스터 기판의 단면도이고, 도 4는 광셔터에 구동전원이 인가되지 않은 박막 트랜지스터 기판의 단면도이다.First, the configuration and operation of the thin film transistor substrate according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4. 2 is a plan view of a thin film transistor substrate on which an optical shutter is formed, FIG. 3 is a cross-sectional view of a thin film transistor substrate on which a driving power is applied to the optical shutter, and FIG. 4 is a driving power not applied to the optical shutter. A cross-sectional view of a thin film transistor substrate.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판은, 기판(101) 상에 형성된 게이트 라인(111)과, 게이트 라인(111)을 덮는 게이트 절연막(120)과, 게이트 절연막(120)을 사이에 두고 게이트 라인(111)과 교차되어 화소영역(165)을 정의하는 데이터 라인(131)과, 게이터 라인(111)과 데이터 라인(131)의 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터(T)와, 박막 트랜지스터(T)를 덮는 보호막(150)과, 보호막(150)을 관통하는 접촉홀을 통해 박막 트랜지스터(T)에 전기적으로 접속되는 화소전극(160)과, 게이트 라인(111)과 화소전극(160)의 중첩부에 형성된 스토리지 캐패시터(170)와, 화소영역(165)에 형성되며 화소전극(160)을 노출시키기 위한 오픈홀(181)이 형성된 산화막 패턴(180)과, 산화막 패턴(180)에 형성된 오픈홀(181)을 통해 화소전극(160)과 전기적으로 접속되는 광셔터(190)를 포함한다.2 to 4, the thin film transistor substrate according to the present invention includes a
그리고, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판은 게이트 라인(111)에 접속된 게이트 패드(115)와, 데이터 라인(131)에 접속된 데이터 패드(135)를 더 구비한다.The thin film transistor substrate according to the present invention further includes a
게이트 라인(111)은 게이트 패드(115)에 접속되는 게이트 드라이버(미도시)로부터 공급되는 게이트 신호를 박막 트랜지스터(T)를 구성하는 게이트 전극(113)으로 전달한다.The
데이터 라인(131)은 데이터 패드(135)에 접속되는 데이터 드라이버(미도시) 로부터 공급되는 데이터 신호를 게이트 전극의 온/오프에 연동하여 박막 트랜지스터(T)를 구성하는 소스전극(132) 및 드레인 전극(134)으로 전달하는 역할을 수행한다.The
박막 트랜지스터(T)는 게이트 라인(111)의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(131)의 화소신호를 화소전극(160)에 충전시키는 역할을 수행하는 것으로서, 게이트 라인(111)에 접속된 게이트 전극(113), 데이터 라인(131)에 접속된 소스 전극(133), 채널을 사이에 두고 소스전극(133)과 대향하는 동시에 보호막(150)을 관통하는 제 1 콘택홀(151)을 통해 화소전극(160)에 접속된 드레인 전극(134)을 구비한다.The thin film transistor T serves to charge the pixel signal of the
또한, 박막 트랜지스터(T)는 게이트 절연막(120)을 사이에 두고 게이트 전극(113)과 상호 중첩되면서 소스 전극(133)과 드레인 전극(134) 사이에 채널을 형성하는 활성층(141) 및 오믹 접촉층(143)으로 구성된 반도체 패턴을 더 구비한다. In addition, the thin film transistor T overlaps the
여기서, 활성층(141)은 데이터 패드 하부전극(127)과도 중첩되게 형성된다. 이때, 활성층(141) 상에는 소스 전극(133), 드레인 전극(134) 및 데이터 패드 하부전극(127)과의 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층(143)이 형성된다.The
보호막(passivation)(150)은 게이트 절연막(120) 상에 형성된 박막 트랜지스터(T)를 덮는 동시에, 채널을 형성하는 활성층(141) 및 화소영역(165)을 후속 공정시에 발생 가능한 습기나 스크래치(scratch)로부터 보호하는 역할을 수행한다.The
여기서, 보호막(150)은 질화실리콘 등의 무기절연물질, 아크릴(acryl)계 유기화합물, BCB(benzocyclobutene) 또는 PFCB (perfluorocyclobutane) 등의 유기절 연물질을 이용한 스퍼터링 또는 PECVD 방식에 의해 게이트 절연막(130) 상에 증착된다. Here, the
이때, 보호막(150)에는 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 식각공정을 통해 제 1 내지 제 4 콘택홀(151,152,153,154)이 형성된다. 여기서, 제 1 콘택홀(151)은 보호막(150)을 관통하여 드레인 전극(134)을 노출시키고, 제 2 콘택홀(152)은 보호막(150)을 관통하여 스토리지 전극(171)을 노출시키고, 제 3 콘택홀(153)은 보호막(150) 및 게이트 절연막(120)을 관통하여 게이트 패드 하부전극(117)을 노출시키며, 제 4 콘택홀(154)은 보호막(150)을 관통하여 데이터 패드 하부전극(127)을 노출시킨다.In this case, the first to fourth contact holes 151, 152, 153 and 154 are formed in the
화소 전극(160)은 보호막(150)을 관통하는 제 1 콘택홀(151)을 통해 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(134)과 접속되어 화소 영역(165)에 형성된다. 이때, 화소전극(160)은 화소영역(165)을 덮는 산화막 패턴(180)에 형성된 오픈홀(181)을 통해 광셔터(190)와 전기적으로 연결되어 있다. The
이때, 박막 트랜지스터(T)를 통해 화소 신호가 공급되는 화소 전극(160)과 공통전압이 공급되는 공통전극(미도시) 사이에는 전위차가 형성되고, 이에 의해 화소전극(160)과 전기적으로 접속된 광셔터(190)는 온/오프 구동된다.In this case, a potential difference is formed between the
스토리지 캐패시터(170)는 스토리지 전극(171)과 이전단의 게이트 라인(111)이 게이트 절연막(120) 및 보호막(150)을 사이에 두고 상호 중첩된 형상으로 구성되어 있다. 여기서, 스토리지 전극(171)은 보호막(150)에 형성된 제 2 콘택홀(152)을 통해 화소 전극(160)과 전기적으로 접속되어 있다.The
상술한 바와 같이 구성된 스토리지 캐패시터(170)는 화소 전극(160)에 충전된 화소 신호가 다음 화소 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지시키는 역할을 수행한다The
산화막 패턴(180)은 박막 트랜지스터(T)의 화소영역(165)을 덮도록 패터닝 되며 광셔터(190)의 온/오프가 용이하게 될 수 있도록 계면특성을 향상시키는 역할을 수행한다.The
이때, 산화막 패턴(180)의 일측면에는 광셔터(190)와 화소전극(160)이 전기적으로 접속될 수 있도록 오픈홀(181)이 형성되어 있다.In this case, an
광셔터(190)는, 화소영역(165)에 패터닝 된 산화막 패턴(180) 상에 잉크젯 방식을 통해 나노구조의 잉크를 분사하여 형성하는 것으로서, 화소전극(160)과 공통전극 사이의 전압차에 의해 온/오프 구동되어 외부로부터 입사되는 광량을 조절하는 역할을 수행한다. The
즉, 화소전극(160)과 공통전극 사이에 소정의 전위차가 형성되는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 화소영역(165)의 산화막 패턴(180) 상에 형성된 광셔터(190)는 원통 형상으로 말려 올라간 부분이 펼처저 화소영역(165)을 덮음으로써 광을 차단하는 역할을 수행한다.That is, when a predetermined potential difference is formed between the
이후, 화소전극(160)과 공통전극 사이에 전위차가 제거되는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 화소영역(165)을 덮은 광셔터(190)가 말려 올라감으로써 광을 투과시키는 역할을 수행하게 된다.Subsequently, when the potential difference between the
이때, 광셔터(190)는 화소전극(160)과 공통전극 사이에 발생되는 전위차에 의해 소정의 응답속도, 보다 구체적으로는 0.1㎳의 라이징 타임과 0.4 ㎳의 폴링타임을 갖는 응답속도로 온/오프 구동된다.At this time, the
게이트 패드(115)는 게이트 드라이버(도시하지 않음)와 접속되어 게이트 라인(121)에 게이트 신호를 공급한다. The
이러한 게이트 패드(115)는 게이트 라인(111)으로부터 연장되는 게이트 패드 하부 전극(117), 게이트 절연막(120) 및 보호막(150)을 관통하는 제 3 콘택홀(153) 및 제 3 콘택홀(153)을 통해 게이트 패드 하부전극(117)과 접속된 게이트 패드 상부전극(119)으로 구성된다.The
데이터 패드(135)는 데이터 드라이버(도시하지 않음)와 접속되어 데이터 라인(131)에 데이터신호를 공급한다. The
이러한 데이터 패드(135)는 데이터 라인(131)으로부터 연장되는 데이터 패드 하부전극(137), 보호막(150)을 관통하는 제 4 콘택홀(154) 및 제 4 콘택홀(154)을 통해 데이터 패드 하부전극(137)과 접속된 데이터 패드 상부전극(139)으로 구성된다. The
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 본원 발명에 따른 제 1 마스크 공정을 통해 게이트 패턴을 형성하는 과정에 대해 설명한다.First, a process of forming a gate pattern through the first mask process according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5A and 5B.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 6a에 도시된 바와 같이, 기판상에 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 게이트 금속층(110a)을 형성한다. More specifically, as shown in FIG. 6A, the
이후, 제 1 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 수행함으로써, 도 6b에 도시된 바와 같이, 게이트 금속층(110a) 상에 소정의 포토레지스트 패턴(PR)을 형성한다.Subsequently, by performing a photolithography process using the first mask, a predetermined photoresist pattern PR is formed on the
상술한 바와 같이 포토레지스트 패턴(PR)을 형성한 후, 도 6c에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(PR)에 의해 노출된 게이트 금속층(110a)에 대한 식각공정및 포토레지스트 패턴에 대한 애싱공정을 수행함으로써 게이트 라인(111), 게이트 라인(111)에 접속된 게이트 전극(113) 및 게이트 패드 하부전극(117)으로 구성된 게이트 패턴을 형성한다.After the photoresist pattern PR is formed as described above, as illustrated in FIG. 6C, an etching process for the
상술한 바와 같이 기판(101)상에 게이트 패턴을 형성한 후, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제 2 마스크 공정을 통해 채널을 형성하는 반도체 패턴(140) 및 데이터 패턴(130)을 형성한다.After the gate pattern is formed on the
이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 8a에 도시된 바와 같이, 게이트 패턴이 형성된 기판(101) 상에 게이트 절연막(120)을 전면 증착시킨다. 여기서, 게이트 절연막(120)은 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연물질로 구성된다.More specifically, as illustrated in FIG. 8A, the
이후, 도 8b에 도시된 바와 같이, 게이트 절연막(120) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 활성층(141), 오믹 접촉층(143) 및 데이터 금속층(130a)을 순차적으로 증착시킨다. Subsequently, as illustrated in FIG. 8B, the
여기서, 활성층(141)은 비정질 실리콘층으로 구성되고, 오믹 접촉층(143)은 n+ 비정질 실리콘층으로 구성되어 있다.Here, the
이후, 도 8c에 도시된 바와 같이, 데이터 금속층(130a) 상에 제 2 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정을 통해 소정 형상의 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이때. 제 2 마스크로는 박막 트랜지스터(T)의 채널 영역에 회절 노광부를 갖는 회절 노광 마스크를 이용함으로써 채널 영역에 형성된 포토레지스트 패턴이 다른 영역보다 낮은 높이로 형성되도록 한다. Subsequently, as shown in FIG. 8C, a photoresist pattern having a predetermined shape is formed on the
상술한 바와 같이 데이터 금속층(130a) 상에 포토레지스트 패턴(PR)을 형성한 후, 도 8d에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(PR)에 의해 노출된 데이터 금속층(130a)을 습식 에칭(wet etching)을 통해 제거한다.After forming the photoresist pattern PR on the
이후, 산소(O2) 플라즈마를 이용한 애싱(ashing) 공정을 통해 채널 영역을 덮고 있는 포토레지스트 패턴(PR)을 제거함으로써, 도 8e에 도시된 바와 같이, 채널 영역에 형성된 데이터 금속층(130a)을 노출시킨다.Subsequently, by removing the photoresist pattern PR covering the channel region through an ashing process using an oxygen (O 2 ) plasma, as illustrated in FIG. 8E, the
그 다음, 도 8f에 도시된 바와 같이, 노출된 데이터 금속층(130a)을 건식 에칭(dry etching)을 통해 제거함으로써, 데이터 라인(131), 데이터 라인(131)에 접속된 소스전극(133) 및 채널 영역을 개재하여 소스전극(133)과 대향하는 드레인 전극(134), 데이터 패드 하부전극(137) 및 스토리지 전극(171)을 포함하는 데이터 패턴을 형성한다.Then, as shown in FIG. 8F, the exposed
이때, 데이터 패턴을 구성하는 소스전극(133) 및 드레인 전극(134)이 분리됨에 따라 채널영역 상에 형성된 오믹 접촉층(143)이 외부로 노출된다.At this time, as the
이후, 노출된 오믹 접촉층(143)을 건식 에칭(dry etching)을 통해 제거함으 로써, 도 8g에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터(T)의 소스전극(133)과 드레인 전극(134) 사이에 채널을 형성하는 활성층(141)을 오픈시킨다.Thereafter, the exposed
그 다음, 도 8h에 도시된 바와 같이, 데이터 패턴 상에 잔류하는 포토레지스트 패턴(PR)을 제거함으로써 채널 형성을 위한 반도체 패턴 및 데이터 패턴을 최종적으로 형성한다.Next, as shown in FIG. 8H, the semiconductor pattern and data pattern for channel formation are finally formed by removing the photoresist pattern PR remaining on the data pattern.
상술한 바와 같이 반도체 패턴 및 데이터 패턴을 형성한 후, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제 3 마스크 공정을 이용하여 기판(101)상에 제 1 내지 제 4 콘택홀(151,152,153,154)이 형성된 보호막(150)을 형성한다.After the semiconductor pattern and the data pattern are formed as described above, as illustrated in FIGS. 9A and 9B, the first to fourth contact holes (not shown) may be formed on the
이를 보다 구체적으로 설명하면, 데이터 패턴(160)이 형성된 게이트 절연막(130) 상에 PECVD 등의 증착방식을 통해 보호막(150)을 전면 형성한다. In more detail, the
이후, 제 3 마스크를 이용하여 보호막(170)에 대한 포토리소그래피 공정 및 식각공정을 수행함으로써, 보호막(150) 상에 제 1 내지 제 4 콘택홀(151,152,153,154)이 형성된다.Thereafter, the first to fourth contact holes 151, 152, 153, and 154 are formed on the
여기서, 제 1 콘택홀(151)은 보호막(150)을 관통하여 드레인 전극(164)을 노출시키고, 제 2 콘택홀(172)은 보호막(170)을 관통하여 스토리지 전극(191)을 노출시키고, 제 3 콘택홀(173)은 보호막(150) 및 게이트 절연막(130)을 관통하여 게이트 패드 하부전극(127)을 노출시키고, 제 4 콘택홀(174)은 보호막(150)을 관통하여 데이터 패드 하부전극(167)을 노출시킨다.Here, the
상술한 바와 같이 다수의 콘택홀을 갖는 보호막(170)을 형성한 후, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 본원 발명에 따른 제 4 마스크 공정을 통해 보호 막(150) 상에 화소전극(160), 게이트 패드 상부전극(119) 및 데이터 패드 상부전극(139)을 포함하는 투명전극 패턴을 형성한다.After the
이를 보다 구체적으로 설명하면, 다수의 콘택홀이 형성된 보호막(170) 상에 스퍼터링 등의 증착방식을 통해 투명전극물질(ITO)을 전면 증착시킨다.In more detail, the transparent electrode material (ITO) is deposited on the entire surface of the
여기서, 투명전극물질로는 인듐주석산화물(Indum Tin Oxide : ITO) 이나 주석 산화물(TO) 또는 인듐아연 산화물(Indum Zinc Oxide : IZO) 등이 이용된다.In this case, indium tin oxide (ITO), tin oxide (TO), or indium zinc oxide (IZO) may be used as the transparent electrode material.
이후, 제 4 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정과 식각공정을 통해 투명전극물질(ITO)에 대한 패터닝을 수행함으로써, 보호막(170) 상에 화소전극(160), 게이트 패드 상부전극(119) 및 데이터 패드 상부전극(139)을 포함하는 투명전극 패턴을 형성한다.Subsequently, the
여기서, 화소전극(160)은 보호막(150)에 형성된 제 1 콘택홀(151)을 통해 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(134)과 접속되고, 제 2 콘택홀(152)을 통해 스토리지 전극(171)과 접속되며, 산화막 패턴(180)에 형성된 오픈홀(181)을 통해 광셔터(190)와 전기적으로 접속된다.Here, the
또한, 게이트 패드 상부전극(119)은 보호막(150)에 형성된 제 3 콘택홀(153)을 통해 게이트 패드 하부전극(117)과 전기적으로 접속되며, 데이터 패드 상부전극(139)은 제 4 콘택홀(154)을 통해 데이터 패드 하부전극(137)과 전기적으로 접속된다. In addition, the gate pad
상술한 바와 같이 투명전극 패턴을 형성한 후, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 본원 발명에 따른 화소전극을 노출시키기 위한 오픈홀(181)이 형성된 산화막 패턴(180)을 화소 영역(165)에 형성한다..After the transparent electrode pattern is formed as described above, as illustrated in FIGS. 11A and 11B, the
이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 12a에 도시된 바와 같이, 투명전극 패턴이 형성된 기판(101)상에 산화막(SiO2)을 전체적으로 형성한다.More specifically, as illustrated in FIG. 12A, an oxide film SiO 2 is entirely formed on the
이후, 제 5 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 수행함으로써, 도 12b에 도시된 바와 같이, 화소영역(165)에 형성된 산화막 상에 포토레지스트 패턴(PR)을 형성한다.Then, by performing a photolithography process using a fifth mask, as shown in FIG. 12B, the photoresist pattern PR is formed on the oxide film formed in the
이후, 포토레지스트 패턴에 의해 노출된 산화막에 대한 에칭공정을 수행함으로써, 도 12c에 도시된 바와 같이, 화소영역(165)을 덮는 동시에 화소전극(160)을 노출시키는 오픈홀(181)이 형성된 산화막 패턴(180)을 형성한다.Subsequently, by performing an etching process on the oxide film exposed by the photoresist pattern, as shown in FIG. 12C, an oxide film having an
상술한 바와 같이 산화막 패턴을 형성한 후, 도 13a 및 13b에 도시된 바와 같이, 본원 발명에 따른 화소전극(160)과 공통전극 사이에 형성되는 전위차에 의해 온/오프 구동되는 광셔터(190)를 형성한다.After forming the oxide film pattern as described above, as shown in FIGS. 13A and 13B, the
즉, 산화막 패턴(180)이 형성된 화소영역(165)에 잉크젯 노즐을 이용하여 나노구조를 갖는 잉크를 분사시킴으로써, 화소영역(165)에 형성된 산화막 패턴(180)과 대응되는 형상을 갖는 광셔터(190)를 형성한다.That is, an optical shutter having a shape corresponding to that of the
여기서, 광셔터(190)의 일측단부는 산화막 패턴(180)에 형성된 오픈홀(181)을 통해 화소전극(160)과 전기적으로 접속되어 있다.Here, one end of the
이때, 화소전극(160)과 공통전극 사이에 전위차가 형성되어 있지 않은 경우, 도 14에 도시된 바와 같이, 광셔터(190)는 화소전극(160)과 전기적으로 접속되어 있지 않은 다른 일측 단부는 원통 형상으로 말아 올라간 형상을 갖는다.In this case, when the potential difference is not formed between the
따라서, 광셔터(190)는 전위차가 형성되지 않은 경우에는 광원으로부터 입사되는 광을 외부로 통과시키는 역할을 수행한다.Therefore, when the potential difference is not formed, the
그러나, 화소전극(160)과 공통전극 사이에 전위차가 형성되는 경우, 광셔터(190)는 화소전극(160)과 전기적으로 접속되어 있지 않은 다른 일측 단부가 펼쳐진 형상을 갖는다.However, when a potential difference is formed between the
따라서, 광셔터(190)는 전위차가 형성된 경우에는 광원으로부터 입사되는 광을 차단시키는 역할을 수행한다.Therefore, the
상술한 바와 같이, 본 발명은 화소영역에 구동 전원에 의해 온/오프 구동되는 광셔터를 형성함으로써 응답속도를 향상시킬 수 있다는 효과를 갖는다.As described above, the present invention has an effect that the response speed can be improved by forming an optical shutter driven on / off by a driving power source in the pixel region.
또한, 본 발명은 기판 사이에 액정을 주입하는 등의 복잡한 공정 대신에 잉크젯을 이용하여 광셔터를 형성함으로써 공정시간 및 과정을 단순화 할 수 있다는 효과를 갖는다. In addition, the present invention has the effect that the process time and process can be simplified by forming the optical shutter using an ink jet instead of a complicated process such as injecting liquid crystal between the substrate.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060059862A KR20080001418A (en) | 2006-06-29 | 2006-06-29 | Thin film transistor substrate having a optical shutter and method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060059862A KR20080001418A (en) | 2006-06-29 | 2006-06-29 | Thin film transistor substrate having a optical shutter and method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20080001418A true KR20080001418A (en) | 2008-01-03 |
Family
ID=39213439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060059862A KR20080001418A (en) | 2006-06-29 | 2006-06-29 | Thin film transistor substrate having a optical shutter and method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20080001418A (en) |
-
2006
- 2006-06-29 KR KR1020060059862A patent/KR20080001418A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Withdrawal due to no request for examination |