KR20080032351A - Thin film transistor substrate and method of manufacturing the same, and liquid crystal display having the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 평면도.1 is a plan view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 단면도.2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3(a) 내지 도 3(e)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 설명하기 위해 순서적으로 도시한 소자의 단면도.3A to 3E are cross-sectional views of devices sequentially illustrated to explain a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 스토리지 전극을 굴곡지게 형성하기 위한 마스크의 평면도.4 is a plan view of a mask for flexibly forming a storage electrode according to the present invention.
도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 단면도.5 (a) and 5 (b) are cross-sectional views of a thin film transistor substrate according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판을 구비하는 액정 표시 장치의 분해 사시도.6 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device having a thin film transistor substrate according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
121 : 게이트 라인 122 : 게이트 전극121: gate line 122: gate electrode
123 : 스토리지 전극 124 : 스토리지 캐패시터 라인123: storage electrode 124: storage capacitor line
131 : 게이트 절연막 135 : 보호막131 gate insulating film 135 protective film
141 : 데이터 라인 142 : 소오스 전극141: data line 142: source electrode
143 : 드레인 전극 144 : 상부 플레이트 전극143: drain electrode 144: top plate electrode
151 : 화소 전극151 pixel electrode
본 발명은 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 스토리지 전극의 정전 용량을 증가시키고 그에 따라 개구율을 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor substrate and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a thin film transistor substrate and a method of manufacturing the same, which can increase the capacitance of a storage electrode and thereby improve the aperture ratio.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 현재 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극이 형성된 박막 트랜지스터 기판과 공통 전극이 형성된 컬러 필터 기판, 그리고 이들 사이에 삽입된 액정층으로 구성되어, 화소 전극 및 공통 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 액정층에 투과되는 빛의 양을 조절하는 방식으로 화상을 표시한다.Liquid crystal display (LCD) is one of the flat panel display devices that are widely used at present, and is composed of a thin film transistor substrate having a pixel electrode, a color filter substrate having a common electrode, and a liquid crystal layer interposed therebetween. An image is displayed in a manner of controlling the amount of light transmitted through the liquid crystal layer by rearranging the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer by applying a voltage to the pixel electrode and the common electrode.
이러한 액정 표시 장치에서, 두 기판 사이에 위치하는 액정에 인가된 액정 전압을 안정적으로 유지하기 위하여 스토리지 캐패시터를 박막 트랜지스터 기판에 형성한다. 이를 위해 게이트 라인과 동일면에 스토리지 전극이 형성되고, 스토리지 전극 상부에 유전막이 형성되며, 그 상부에 상부 플레이트 전극과 화소 전극이 형성되어 스토리지 캐패시터가 구성된다.In such a liquid crystal display, a storage capacitor is formed on the thin film transistor substrate to stably maintain the liquid crystal voltage applied to the liquid crystal positioned between the two substrates. To this end, a storage electrode is formed on the same surface as the gate line, a dielectric layer is formed on the storage electrode, and an upper plate electrode and a pixel electrode are formed on the storage electrode.
그런데, 액정 표시 장치의 휘도를 높이거나 응답 속도를 빠르게 하기 위하여 스토리지 캐패시터의 정전 용량을 증가시켜야 하는데, 스토리지 캐패시터의 정전 용량은 캐패시터의 플레이트 전극 및 스토리지 전극의 크기가 클수록 커지고, 이들 사이의 유전막의 두께가 두꺼울수록 작아진다. 따라서, 스토리지 캐패시터의 스토리지 전극 및 플레이트 전극의 면적을 크게 하여 정전 용량을 증가시킨다.However, in order to increase the luminance of the liquid crystal display or to increase the response speed, the capacitance of the storage capacitor should be increased. The capacitance of the storage capacitor increases as the size of the plate electrode and the storage electrode of the capacitor increases. The thicker the thickness, the smaller it becomes. Therefore, the area of the storage electrode and the plate electrode of the storage capacitor is increased to increase the capacitance.
그러나, 캐패시터 전극의 면적을 크게 하면 정전 용량을 증가시킬 수 있지만, 액정 표시 장치의 개구율이 감소되는 문제점이 발생한다.However, although the capacitance of the capacitor electrode can be increased by increasing the area of the capacitor electrode, there is a problem that the aperture ratio of the liquid crystal display device is reduced.
본 발명의 목적은 스토리지 캐패시터의 정전 용량을 유지하면서 개구율을 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터 기판, 그 제조 방법 및 이를 구비하는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a thin film transistor substrate capable of improving the aperture ratio while maintaining the capacitance of the storage capacitor, a method of manufacturing the same, and a liquid crystal display device having the same.
본 발명의 다른 목적은 스토리지 전극을 상부가 굴곡진 형태로 형성하여 표면적을 증가시키고, 이에 따라 스토리지 캐패시터의 정전 용량을 증가시킴으로써 정전 용량의 증가만큼 개구율을 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터 기판, 그 제조 방법 및 이를 구비하는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to form a storage electrode in a curved shape at the top to increase the surface area, thereby increasing the capacitance of the storage capacitor, thereby increasing the aperture ratio by an increase in capacitance, a manufacturing method thereof And to provide a liquid crystal display device having the same.
본 발명의 또다른 목적은 데이터 라인 이외의 영역에 형성된 보호막을 제거 하여 스토리지 전극과 화소 전극 사이에 스토리지 캐패시터를 구현함으로써 정전 용량을 증가시키고, 정전 용량이 증가된 만큼 개구율을 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터 기판, 그 제조 방법 및 이를 구비하는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to remove the passivation layer formed in a region other than the data line, thereby implementing a storage capacitor between the storage electrode and the pixel electrode, thereby increasing capacitance and increasing the aperture ratio as the capacitance is increased. The present invention provides a substrate, a method of manufacturing the same, and a liquid crystal display device having the same.
본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판은 기판 상부의 소정 영역에 형성된 게이트 전극 및 상부면이 굴곡지게 형성된 스토리지 전극; 상기 게이트 전극 및 스토리지 전극 상부에 형성된 게이트 절연막; 상기 게이트 전극 상부에 형성된 활성층; 상기 활성층 상부에 이격되어 형성된 소오스 전극 및 드레인 전극과 상기 스토리지 전극 상부에 형성된 상부 플레이트 전극; 및 상기 드레인 전극과 연결되며, 상기 상부 플레이트 전극과 연결되도록 형성된 화소 전극을 포함한다.A thin film transistor substrate according to the present invention includes a gate electrode formed in a predetermined region on an upper surface of the substrate and a storage electrode formed to bend an upper surface thereof; A gate insulating layer formed on the gate electrode and the storage electrode; An active layer formed on the gate electrode; A source electrode and a drain electrode spaced apart from each other on the active layer, and an upper plate electrode formed on the storage electrode; And a pixel electrode connected to the drain electrode and formed to be connected to the upper plate electrode.
상기 스토리지 전극은 상부의 소정 영역에 복수의 홈이 형성되어 굴곡지게 형성된다.The storage electrode is formed to be curved by forming a plurality of grooves in a predetermined region of the upper portion.
본 발명의 일 양태에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 기판 상부에 제 1 도전막을 형성한 후 패터닝하여 게이트 전극을 포함한 게이트 라인 및 스토리지 전극을 포함한 스토리지 라인을 형성하는 단계; 상기 스토리지 전극의 상부를 굴곡지게 패터닝하는 단계; 전체 구조 상부에 게이트 절연막 및 활성층을 형성한 후 상기 게이트 전극 상부에만 활성층이 잔류하도록 패터닝하는 단계; 전체 구조 상부에 제 2 도전막을 형성한 후 패터닝하여 상기 게이트 전극 상부에서 소정 간격 이격된 소오스 전극 및 드레인을 전극을 형성하는 동시에 상기 스토리지 전극 상부에 상부 플레이트 전극을 형성하는 단계; 전체 구조 상부에 보호막을 형성한 후 패터닝하여 상기 드레인 전극을 노출시키는 동시에 상기 상부 플레이트 전극을 노출시키는 단계; 및 전체 구조 상부에 제 3 도전층을 형성한 후 패터닝하여 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.According to one or more exemplary embodiments, a method of manufacturing a thin film transistor substrate includes forming a first conductive layer on a substrate and patterning the first conductive layer to form a gate line including a gate electrode and a storage line including a storage electrode; Curvedly patterning an upper portion of the storage electrode; Forming a gate insulating film and an active layer over the entire structure, and patterning the active layer to remain only on the gate electrode; Forming a second conductive layer over the entire structure and patterning the electrode to form a source electrode and a drain spaced apart from the gate electrode at a predetermined interval, and to form an upper plate electrode on the storage electrode; Forming a protective film over the entire structure and then patterning the semiconductor substrate to expose the drain electrode and simultaneously expose the drain plate electrode; And forming a pixel electrode by patterning the third conductive layer on the entire structure.
상기 스토리지 전극은 상부에 소정 폭 및 깊이를 갖는 복수의 홈을 형성하여 굴곡지게 형성한다.The storage electrode is bent to form a plurality of grooves having a predetermined width and depth thereon.
본 발명의 다른 양태에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 기판 상부에 제 1 도전막을 형성한 후 패터닝하여 게이트 전극을 포함한 게이트 라인 및 스토리지 전극을 포함한 스토리지 라인을 형성하는 단계; 전체 구조 상부에 게이트 절연막 및 활성층을 형성한 후 상기 게이트 전극 상부에만 활성층이 잔류하도록 패터닝하는 단계; 전체 구조 상부에 제 2 도전막을 형성한 후 패터닝하여 상기 게이트 라인과 수직한 방향으로 데이터 라인을 형성하고 소오스 전극 및 드레인을 전극을 형성하여 박막 트랜지스터를 형성하는 동시에 상기 스토리지 전극 상부에 상부 플레이트 전극을 형성하는 단계; 전체 구조 상부에 보호막을 형성한 후 패터닝하여 상기 데이터 라인 및 상기 박막 트랜지스터 상부의 일부에 잔류시키고, 이를 제외한 나머지 영역의 보호막을 제거하는 단계; 및 전체 구조 상부에 제 3 도전층을 형성한 후 패터닝하여 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor substrate, including forming a first conductive layer on the substrate and patterning the same to form a gate line including a gate electrode and a storage line including a storage electrode; Forming a gate insulating film and an active layer over the entire structure, and patterning the active layer to remain only on the gate electrode; A second conductive layer is formed on the entire structure, and then patterned to form a data line in a direction perpendicular to the gate line, and to form a thin film transistor by forming a source electrode and a drain electrode, and an upper plate electrode on the storage electrode. Forming; Forming a passivation layer over the entire structure and patterning the remaining passivation layer to remain on the data line and a part of the thin film transistor, and to remove the passivation layer in the remaining region except for this; And forming a pixel electrode by patterning the third conductive layer on the entire structure.
상기 스토리지 라인은 상기 게이트 라인과 수직 및 수평한 방향으로 형성되며, 상기 게이트 라인과 수평 방향으로 형성된 상기 스토리지 라인은 상기 데이터 라인과 중첩된다.The storage line is formed in a vertical and horizontal direction with the gate line, and the storage line formed in the horizontal direction with the gate line overlaps the data line.
상기 화소 전극과 상기 스토리지 라인의 측부가 스토리지 캐패시터를 이룬다.Side portions of the pixel electrode and the storage line form a storage capacitor.
본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판을 구비하는 액정 표시 장치는 게이트 전극 및 상부가 굴곡지게 형성된 스토리지 전극과, 상기 게이트 전극 및 스토리지 전극 상부에 형성된 게이트 절연막과, 상기 게이트 전극 상부에 이격되어 형성된 소오스 전극 및 드레인 전극과, 상기 스토리지 전극 상부에 형성된 상부 플레이트 전극과, 상기 드레인 전극 및 상부 플레이트 전극과 연결되어 형성된 화소 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 기판; 상기 박막 트랜지스터 기판과 대향되는 컬러 필터 기판; 및 상기 박막 트랜지스터 기판과 상기 컬러 필터 기판 사이에 게재된 액정층을 포함한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a liquid crystal display including a thin film transistor substrate includes a storage electrode having a gate electrode and an upper portion thereof curved, a gate insulating layer formed on the gate electrode and the storage electrode, a source electrode spaced apart from the gate electrode, A thin film transistor substrate including a drain electrode, an upper plate electrode formed on the storage electrode, and a pixel electrode connected to the drain electrode and the upper plate electrode; A color filter substrate facing the thin film transistor substrate; And a liquid crystal layer interposed between the thin film transistor substrate and the color filter substrate.
이하,첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 절취한 상태의 단면도이다.1 is a plan view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal display of FIG. 1 taken along line II ′.
도 1 및 도 2를 참조하면, 액정 표시 패널(300)은 서로 대향하는 박막 트랜지스터 기판(100)과 컬러 필터 기판(200), 그리고 이들 사이에 위치하는 액정층(미 도시)을 포함한다.1 and 2, the liquid crystal display panel 300 includes a thin
박막 트랜지스터 기판(100)은 제 1 절연 기판(111) 상부에 일 방향으로 연장하는 다수의 게이트 라인(121)과, 게이트 라인(121)과 교차하는 다수의 데이터 라인(141)과, 게이트 라인(121)과 데이터 라인(141)에 의해 정의된 화소 영역에 형성 화소 전극(151)과, 게이트 라인(121), 데이터 라인(141) 및 화소 전극(151)에 접속된 박막 트랜지스터(125)와, 게이트 라인(121)과 평행하게 형성되며, 스토리지 전극(123)을 포함하는 스토리지 라인(123)을 포함한다.The thin
게이트 라인(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있고, 게이트 라인(121)의 일부가 상하로 돌출하여 게이트 전극(122)을 이룬다.The
스토리지 라인(124)은 게이트 라인(121)과 평행한 방향과 게이트 라인(121)과 수직한 방향으로 형성되며, 스토리지 전극(123)을 포함한다. 또한, 게이트 라인(121)과 수직한 방향으로 형성된 스토리지 라인(124)은 데이터 라인(141)과 중첩되어 형성된다. 스토리지 전극(123)은 표면적을 늘릴 수 있도록 상부가 소정의 굴곡을 갖도록 형성되며, 스토리지 전극(123)은 게이트 절연막(131)을 사이에 두고 데이터 라인(141)이 형성될 때 스토리지 전극(123)과 중첩되어 형성된 상부 플레이트 전극(144)과 이와 연결된 화소 전극(151)과 함께 스토리지 캐패시터를 이룬다.The
데이터 라인(141)은 주로 세로 방향으로 뻗어 있고, 그 일부가 돌출하여 소오스 전극(142)을 이루며, 데이터 라인(141)이 형성될 때 데이터 라인(141)과 소정 간격 이격되어 상부 플레이트 전극(144)이 형성되는데, 상부 플레이트 전극(144)은 스토리지 라인(124)과 일부 중첩되게 형성된다. The
또한, 게이트 라인(121) 및 스토리지 라인(124)은 Al, Nd, Ag, Cr, Ti, Ta 및 Mo 중 적어도 어느 하나의 금속 또는 이들을 포함하는 합금으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 게이트 라인(121) 및 스토리지 라인(124)은 단일층 뿐 아니라 복수 금속층의 다중층으로 형성될 수 있다. 즉, 물리 화학적 특성이 우수한 Cr, Ti, Ta, Mo 등의 금속층과 비저항이 작은 Al 계열 또는 Ag 계열의 금속층을 포함하는 이중층으로 형성할 수도 있다. 또한, 상술한 데이터 라인(121) 및 소오스 전극(142) 그리고, 드레인 전극(143)도 상술한 금속으로 형성될 수 있고, 다중층으로 형성될 수도 있다.In addition, the
박막 트랜지스터(125)는 게이트 라인(121)에 공급되는 신호에 응답하여 데이터 라인(141)에 공급되는 화소 신호가 화소 전극(151)에 충전되도록 한다. 따라서, 박막 트랜지스터(125)는 게이트 라인(121)에 접속된 게이트 전극(122)과, 데이터 라인(141)에 접속된 소오스 전극(142)과, 화소 전극(151)에 접속된 드레인 전극(143)과, 게이트 전극(122)과 소오스 전극(142) 및 드레인 전극(143) 사이에 순차적으로 형성된 게이트 절연막(131) 및 활성층(132)과, 활성층(132)의 적어도 일부에 형성된 오믹 접촉층(133)을 포함한다. 이때 오믹 접촉층(133)은 채널부를 제외한 활성층(132) 상에 형성될 수 있다.The
박막 트랜지스터(125)의 상부에는 보호막(134)이 형성되어 있다. 보호막(134)은 질화 실리콘 또는 산화 실리콘 등의 무기 물질로 형성될 수도 있고, 저유전율 유기 절연막으로 형성될 수도 있다. 물론 무기 절연막과 유기 절연막의 이중막으로 형성될 수도 있다.The
화소 전극(151)은 보호막(134) 상에 형성되며 드레인 전극(143)과 제 1 콘택홀(161)을 통해 접속되고, 상부 플레이트 전극(144)과 제 2 콘택홀(162)을 통해 접속되어 있다. 또한, 화소 전극(151)은 액정의 배열 방향을 조정하기 위한 도메인 규제수단으로 절개 패턴(152)을 갖는다. 또한, 화소 전극(151)은 액정 분자의 배향을 위한 도메인 규제수단으로 절개 패턴(152) 대신에 돌기를 포함할 수도 있다. 한편, 화소 전극(151)의 절개 패턴(152)은 후술할 공통 전극(251)의 절개 패턴(252)과 함께 액정층(260)을 다수의 도메인으로 분할하기 위해 형성된다.The
한편, 컬러 필터 기판(200)은 제 2 절연 기판(211) 상에 블랙 매트릭스(221)와, 컬러 필터(231)와, 오버 코트막(241)과, 절개 패턴(252)를 갖는 공통 전극(251)을 포함한다. The
블랙 매트릭스(221)는 박막 트랜지스터 영역에 형성되어 화소 영역 이외의 영역으로 빛이 새는 것과 인접한 화소 영역들 사이의 광 간섭을 방지한다. 즉, 블랙 매트릭스(221)는 박막 트랜지스터 기판(100)의 화소 전극(151) 영역을 개방하는 개구부를 갖는다.The
컬러 필터(231)는 블랙 매트릭스(221)를 경계로 하여 적색, 녹색 및 청색 필터가 반복되어 형성된다. 컬러 필터(231)는 광원으로부터 조사되어 액정층(260)을 통과한 빛에 색상을 부여하는 역할을 한다. 컬러 필터(231)는 감광성 유기 물질로 형성된다.The
오버 코트막(241)은 컬러 필터(231)와 컬러 필터(231)가 덮고 있지 않은 블랙 매트릭스(221)의 상부에 형성된다. 오버 코트막(241)은 컬러 필터(231)를 평탄 화하면서, 컬러 필터(231)를 보호하는 역할을 하며 아크릴계 에폭시 재료를 이용하여 형성한다.The
오버 코트막(241)의 상부에는 공통 전극(251)이 형성된다. 공통 전극(251)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전 물질로 이루어진다. 공통 전극(251)은 박막 트랜지스터 기판의 화소 전극(151)과 함께 액정층(260)에 직접 전압을 인가한다. 공통 전극(251)에는 절개 패턴(252)이 형성되어 있다. 공통 전극 절개 패턴(252)은 화소 전극(151)의 화소 전극 절개 패턴(152)과 함께 액정층(260)을 다수의 도메인으로 나누는 역할을 한다.The
화소 전극 절개 패턴(152)과 공통 전극 절개 패턴(252)은 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어 화소 전극 절개 패턴(152)과 공통 전극 절개 패턴(252) 모두 사선으로 형성되고 서로 직교하게 형성될 수 있다.The pixel
또한, 박막 트랜지스터 기판(100)과 컬러 필터 기판(200) 사이에 액정층(미도시)이 위치한다. 액정층(미도시)을 이루는 액정 분자는 전압이 가해지지 않은 상태에서는 길이 방향이 수직을 이루고 있다. 전압이 가해지면 액정 분자는 유전율 이방성이 음이기 때문에 전기장에 대하여 수직 방향으로 눕는다. 그런데, 화소 전극 절개 패턴(152)과 공통 전극 절개 패턴(252)이 형성되어 있지 않으면, 액정 분자는 눕는 방위각이 결정되지 않아서 여러 방향으로 무질서하게 배열하게 되고, 배향 방향이 다른 경계면에서 전경선(disclination line)이 생긴다. 화소 전극 절개 패턴(152)과 공통 전극 절개 패턴(252)은 액정층(260)에 전압이 걸릴 때 프린지 필드를 만들어 액정 배향의 방위각을 결정해 준다. 또한 액정층(260)은 화소 전극 절 개 패턴(152)과 공통 전극 절개 패턴(252)의 배치에 따라 다중 영역으로 나누어진다.In addition, a liquid crystal layer (not shown) is positioned between the thin
도 3(a) 내지 도 3(e)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 설명하기 위해 순서적으로 도시한 소자의 단면도이다.3A to 3E are cross-sectional views of devices sequentially illustrated to explain a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to an exemplary embodiment.
도 3(a)를 참조하면, 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 절연성 재질의 기판(111) 상부에 제 1 도전막을 형성한 후 제 1 마스크를 이용한 사진 및 식각 공정으로 제 1 도전막을 패터닝한다. 이에 의해 게이트 전극(122)을 포함한 게이트 라인(121) 및 스토리지 전극(123)을 포함한 스토리지 라인(124)이 형성된다. 제 1 도전막은 CVD 방법, PVD 방법 또는 스퍼터링 방법 등의 증착 방법에 의해 형성하며, 제 1 도전막으로는 Cr, MoW, Cr/Al, Cu, Al(Nd), Mo/Al, Mo/Al(Nd) 및 Cr/Al(Nd) 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 스토리지 전극(123)의 상부가 굴곡진 형태를 갖도록 스토리지 전극(123)을 패터닝한다. 이를 위해 도 4에 도시된 바와 같이 소정 크기의 투광부(20)가 일정한 간격으로 배열된 제 2 마스크(10)를 이용한 사진 및 식각 공정으로 스토리지 전극(123)의 상부를 소정 깊이 식각한다. 이에 따라 스토리지 전극(123)은 제 2 마스크(10)의 투광부(20)에 대응되는 부분이 소정 깊이로 식각된 굴곡진 형태를 갖게 된다. 이에 따라 스토리지 전극(123)은 동일 면적에서 평면 구조에 비해 표면적이 더 증가하게 된다. 한편, 제 2 마스크(10)는 투광부(20)가 원형을 이루고, 등간격으로 형성되었으나, 이에 국한되지 않고 다양한 형태가 가능하며 등간격으로 형성하지 않더라도 스토리지 전극(123)의 표면적을 증가시킬 수 있는 다양한 형태가 가능하다.Referring to FIG. 3A, after forming a first conductive layer on an insulating
도 3(b)를 참조하면, 전체 구조 상부에 게이트 절연막(131), 활성층(132) 및 오믹 접촉층(133)을 순차적으로 형성한다. 여기서, 게이트 절연막(131)은 PECVD 방법 또는 스퍼터링 방법 등을 이용하여 형성한다. 이때, 게이트 절연막(131)은 산화 실리콘막 또는 질화 실리콘막을 포함하는 무기 절연막을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 게이트 절연막(131) 상부에는 상기 증착 방법을 이용하여 활성층(132) 및 오믹 접촉층(133)을 순차적으로 형성한다. 활성층(132)으로는 비정질 실리콘층을 이용하고, 오믹 접촉층(133)으로는 실리사이드 또는 N형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘층을 사용한다. 그리고, 제 3 마스크를 이용한 사진 및 식각 공정으로 게이트 전극(122) 상부에 게이트 전극(122)과 중첩되도록 활성층(132) 및 오믹 접촉층(133)이 잔류하도록 패터닝한다.Referring to FIG. 3B, the
도 3(c)를 참조하면, 전체 구조 상부에 제 2 도전막을 형성한 후 제 4 마스크를 이용한 사진 및 식각 공정으로 제 2 도전막을 패터닝하여 소오스 전극(142) 및 드레인 전극(143)을 형성하는 동시에 스토리지 전극(123) 상부에 상부 플레이트 전극(144)을 형성한다. 이때, 소오스 전극(142) 및 드레인 전극(143)은 게이트 전극(122) 상부에서 소정 간격 이격되도록 형성되고, 이 부분이 채널 영역이 된다. 또한, 채널 영역에서 오믹 접촉층(133)이 제거되고, 활성층(132)이 일부 식각되게 된다. 한편, 스토리지 전극(123)이 상부가 굴곡지게 형성되기 때문에 스토리지 전극(123) 상부에 형성되는 상부 플레이트 전극(144)도 굴곡을 갖게 된다. 여기서, 제 2 도전막으로는 Mo, Al, Cr, Ti 중 적어도 하나의 금속 단일층 또는 다중층을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 도전막은 제 1 도전막과 동일한 물질을 사용할 수도 있다.Referring to FIG. 3C, after forming the second conductive layer on the entire structure, the second conductive layer is patterned by a photolithography and etching process using a fourth mask to form the
도 3(d)를 참조하면, 전체 구조 상부에 보호막(134)을 형성한다. 보호막(134)은 유기 절연막을 이용하여 형성할 수 있으며, 무기 절연막과 유기 절연막을 적층하여 형성할 수도 있다. 유기 절연막으로는 BCB(Benzocyclobutane), 아크릴계 수지(acryl resine) 등이 이용되고, 무기 절연막으로는 산화 실리콘막 또는 질화 실리콘막 등이 이용된다. 그리고, 제 5 마스크를 이용한 사진 및 식각 공정으로 드레인 전극(143)의 일부를 노출시키는 제 1 콘택홀(161)과 상부 플레이트 전극(144)의 일부를 노출시키는 제 2 콘택홀(162)을 형성한다. 이때, 게이트 라인(121)의 끝부분인 게이트 패드(미도시), 데이터 라인(410)의 끝부분인 데이터 패드(미도시)를 노출시키는 콘택홀(미도시)이 동시에 형성됨은 물론이다.Referring to FIG. 3 (d), a
도 3(e)를 참조하면, 전체 구조 상부에 제 3 도전막을 형성한 다음, 제 6 마스크를 이용한 사진 및 식각 공정으로 제 3 도전막을 패터닝하여 소정의 절개 패턴(152)이 형성된 화소 전극(151)을 형성한다. 화소 전극(151)은 드레인 전극(143)과 제 1 콘택홀(161)을 통해 접속되며, 상부 플레이트 전극(144)과 제 2 콘택홀(162)을 통해 접속된다. 또한, 화소 전극(151)이 형성됨과 동시에 게이트 패드(미도시) 및 데이터 패드(미도시)가 형성된다. 여기서, 제 3 도전막은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide : ITO)이나 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide : IZO)을 포함하는 투명 도전막을 사용하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 3E, a
상기한 바와 같이 스토리지 전극(123)을 상부가 굴곡진 형태를 갖도록 형성함으로써 스토리지 전극(123)의 표면적을 늘리고, 또한 스토리지 전극(123) 상부에 형성되는 게이트 절연막(131) 및 상부 플레이트 전극(144)의 표면적도 늘려 스토리지 캐패시터의 정전 용량을 증가시킬 수 있다. 예를들어 스토리지 전극(123)의 가로 및 세로의 길이가 각각 35㎛ 및 30㎛라면, 평면의 경우 1050㎛2의 표면적을 갖게 된다. 그러나, 홈의 반지름 및 깊이가 각각 3㎛ 및 0.3㎛이고, 홈이 30개 형성되었다면, 홈의 깊이, 홈의 둘레 및 홈의 수의 곱에 의해 175㎛2의 면적이 더 늘어나게 된다. 따라서, 17% 정도의 표면적이 증가하게 된다. 이에 따라 동일 정전 용량을 필요로 하는 경우 표면적이 17% 정도 증가하게 되므로 그 만큼의 스토리지 전극(123)의 사이즈를 감소시킬 수 있고, 개구율도 그 만큼 상승시킬 수 있다.As described above, the
도 5(a) 및 도 5(b)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 단면도로서, 도 5(a)는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 절취한 상태의 단면도이고, 도 5(b)는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 라인을 따라 절취한 상태의 단면도이다.5 (a) and 5 (b) are cross-sectional views of a thin film transistor substrate according to another exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 (a) illustrates the line II ′ of FIG. 1 according to another exemplary embodiment of the present invention. 5 (b) is a cross-sectional view taken along the line II-II 'of FIG. 1 according to another embodiment of the present invention.
도 1, 도 5(a) 및 도 5(b)를 참조하면, 게이트 라인(121)과 평행하게 스토리지 라인(124)이 형성되는 동시에 게이트 라인(121)과 수직한 방향으로도 스토리지 라인(124)이 형성된다. 이때, 게이트 라인(121)과 수직한 방향으로 형성된 스토리지 라인(124)은 게이트 라인(121)과 이격되어 형성된다. 또한, 전체 구조 상부에 게이트 절연막(131)이 형성된 후 게이트 라인(121)과 수직한 방향으로 형성된 스토리지 라인(124)과 중첩되도록 데이터 라인(141)이 형성된다. 그리고, 전체 구조 상부에 보호막(131)이 형성된 후 박막 트랜지스터(151) 및 데이터 라인(141) 상부에만 보호막(131)이 잔류되고, 나머지 영역의 보호막(131)은 모두 제거되도록 한다. 그리고, 화소 전극(151)이 형성된다. 이와 같이 함으로써 화소 전극(151)과 스토리지 라인(124)의 측부가 게이트 절연막(131)을 사이에 두고 스토리지 캐패시터가 구현된다.1, 5 (a) and 5 (b), the
한편, 스토리지 전극(123)을 상부가 굴곡지게 형성하는 것과 구조물이 형성된 영역 이외의 영역에 형성된 보호막(134)을 제거하는 것을 결합하여 또다른 실시 예가 구현될 수 있다.Meanwhile, another embodiment may be implemented by combining the
도 6은 본 발명에 따른 액정 표시 패널을 구비하는 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.6 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device including a liquid crystal display panel according to the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 액정 표시 패널을 구비하는 액정 표시 장치는 액정 표시 패널(1300)과, 광원(1020) 및 도광판(1000)을 포함하는 백라이트 유닛(2000)과, 백라이트 유닛(1200)을 수납하기 위한 몰드 프레임(1100)과, 액정 표시 패널(1300)과 백라이트 유닛(1200) 상부의 소정 영역 및 측부를 감싸기 위한 상부 샤시(1400)를 포함한다.Referring to FIG. 6, a liquid crystal display including a liquid crystal display panel according to the present invention includes a liquid
액정 표시 패널(1300)은 게이트 드라이버가 소정 영역에 구성된 박막 트랜지 스터 기판(1310)과, 박막 트랜지스터 기판(1310)에 대향하는 컬러 필터 기판(1320)과, 박막 트랜지스터 기판(1310)과 컬러 필터 기판(1320) 사이에 주입된 액정층(미도시)을 포함한다. 또한, 컬러 필터 기판(1320) 상부와 박막 트랜지스터 기판(1310) 하부에 각각 대응되어 형성된 편광판(미도시)을 더 포함할 수 있다.The liquid
여기서, 컬러 필터 기판(1320)은 광이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 RGB 화소가 박막 공정에 의해 형성된 기판이다. 컬러 필터 기판(1320)의 대향면에는 투명 전도성 박막인 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide: ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide: IZO) 등의 투명한 도전체로 이루어진 공통 전극(미도시)이 형성되어 있다.Here, the
박막 트랜지스터 기판(1310)은 매트릭스 형태로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT) 및 화소 전극이 형성되어 있는 투명한 유리 기판이다. 박막 트랜지스터들의 소오스 단자에는 데이터 라인이 연결되며, 게이트 단자에는 게이트 라인이 연결된다. 또한, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질인 투명 전극으로 이루어진 화소 전극(미도시)이 연결된다. 데이터 라인 및 게이트 라인에 전기적 신호를 입력하면 각각의 박막 트랜지스터가 턴온(turn on) 또는 턴오프(turn off)되어 드레인 단자로 화소 형성에 필요한 전기적 신호가 인가된다.The thin
즉, 상술한 바와 같이 박막 트랜지스터 기판(1310)의 게이트 단자 및 소오스 단자에 전원을 인가하여, 박막 트랜지스터를 턴온시키면 화소 전극과 컬러 필터 기판(1320)의 공동 전극 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계로 인해 박막 트랜지스터 기판(1310)과 컬러 필터 기판(1320) 사이에 주입된 액정의 배열이 변화되고, 변화된 배열에 따라 광 투과도가 변경되어 원하는 화상을 얻게 된다.That is, as described above, when power is applied to the gate terminal and the source terminal of the thin
백라이트 유닛은 광을 발생하는 광원(1020), 광원(1020)으로부터 발생된 광을 액정 표시 패널로 가이드하는 도광판(1000), 도광판(1000)의 하부에 설치되어 도광판(1000)의 하부면으로부터 새어나오는 광을 반사시키는 반사 시트(1050), 도광판(1000)의 상부에 설치되어 도광판(1000)을 통해 출사되는 광을 균일하게 확산시키는 확산 시트(1210)와, 확산 시트(1210)의 상부에 설치되어 확산 시트(1210)에서 확산된 광을 집광시키는 제 1 및 제 2 프리즘 시트(1220 및 1230)를 포함한다. 제 2 프리즘 시트(1230) 상부에 보호 시트(미도시)가 더 형성될 수 있다. 그리고, 백라이트 유닛(2000)을 수납하는 하부 샤시(400)를 더 포함한다.The backlight unit is installed under the
몰드 프레임(1100)은 사각 프레임 형상으로 형성되고, 평면부와 그로부터 직각으로 절곡된 측벽부를 포함한다. 평면부 상에는 액정 표시 패널(1300)이 안착될 수 있도록 안착부가 형성될 수 있다. 안착부는 액정 표시 패널(1300)의 가장자리 측면과 각각 접촉하여 이를 정렬 위치시키는 고정 돌기를 이용할 수도 있고, 소정의 계단형 단턱면을 이용하여 형성될 수 있다. 몰드 프레임(1300)과 하부 샤시(400)와의 사이에 백라이트 유닛의 구성 요소들이 고정된다.The
상부 샤시(1400)는 평면부와 그로부터 직각으로 절곡된 측벽부를 가지는 사각창틀 형태로 구성된다. 상부 샤시(1400)의 평면부는 그 하부에서 액정 표시 패널(1300)의 가장자리 일부를 지지하고, 측벽부는 하부 샤시(400)의 측벽들과 대향하여 결합된다.The
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 스토리지 전극을 상부가 굴곡진 형태로 형성하여 표면적을 증가시킬 수 있고, 그에 따라 스토리지 캐패시터의 정전 용량을 증가시킬 수 있어 스토리지 캐패시터의 크기를 작게할 수 있으므로 충분한 정전 용량을 확보하면서도 개구율을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, the storage electrode may be formed in a curved shape at the top thereof to increase the surface area, and accordingly, the capacitance of the storage capacitor may be increased, thereby reducing the size of the storage capacitor. The aperture ratio can be improved while securing the capacity.
또한, 본 발명은 스토리지 전극의 측부와 화소 전극 사이에서 스토리지 캐패시터가 구현되도록 하여 정전 용량을 증가시킬 수 있어 스토리지 캐패시터의 크기를 작게할 수 있으므로 충분한 정전 용량을 확보하면서도 개구율을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can increase the capacitance by implementing a storage capacitor between the side of the storage electrode and the pixel electrode can reduce the size of the storage capacitor can improve the aperture ratio while ensuring sufficient capacitance.
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KR1020060097978A KR20080032351A (en) | 2006-10-09 | 2006-10-09 | Thin film transistor substrate and method of manufacturing the same, and liquid crystal display having the same |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20180136619A (en) * | 2017-06-14 | 2018-12-26 | 삼성디스플레이 주식회사 | Unit pixel and organic light emitting display device including the same |
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2006
- 2006-10-09 KR KR1020060097978A patent/KR20080032351A/en not_active Application Discontinuation
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KR20180136619A (en) * | 2017-06-14 | 2018-12-26 | 삼성디스플레이 주식회사 | Unit pixel and organic light emitting display device including the same |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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N231 | Notification of change of applicant | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |