KR20080042793A - Thin film transistor substrate, fabricating method thereof and liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 박막 트랜지스터 기판 및 액정 표시 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a thin film transistor substrate and a liquid crystal display device.
액정 표시 장치는 현재 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 서로 대향되는 두 개의 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 구성되어 있고, 이들 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 액정층에 투과되는 빛의 양을 조절하는 방식으로 화상을 표시한다. 여기서, 대향되는 두 개의 전극은 두 장의 기판 중 하나의 기판에 모두 형성될 수 있다. The liquid crystal display device is one of the flat panel display devices currently widely used, and is composed of two substrates on which two electrodes facing each other are formed and a liquid crystal layer interposed therebetween. The image is displayed in a manner that controls the amount of light transmitted through the liquid crystal layer by rearranging the liquid crystal molecules of the layer. Here, two opposite electrodes may be formed on one of two substrates.
통상적인 경우, 액정 표시 장치의 두 기판 중 하나인 박막 트랜지스터 기판에는 다수개의 게이트선과 다수개의 데이터선이 교차하여 다수개의 화소 영역이 정의되어 있고, 화소 영역 각각에는 게이트선과 데이터선에 전기적으로 연결되는 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터에 전기적으로 연결되는 화소 전극이 형성되어 있다. In a typical case, a plurality of pixel regions are defined by crossing a plurality of gate lines and a plurality of data lines in a thin film transistor substrate, which is one of two substrates of a liquid crystal display, and each pixel region is electrically connected to a gate line and a data line. A thin film transistor and a pixel electrode electrically connected to the thin film transistor are formed.
이러한 액정 표시 장치에서, 두 기판 사이에 위치하는 액정에 인가된 액정 전압을 안정적으로 유지하기 위하여 유지 용량을 박막 트랜지스터 기판에 형성한다. 이를 위하여, 게이트선과 동일한 층에 게이트선과 나란하게 위치하는 유지 용량 전극선을 형성하는데, 이 유지 용량 전극선은 화소 전극과 중첩하여 유지 용량을 형성한다. 그런데, 액정 표시 장치의 휘도를 높이거나 응답 속도를 빠르게 하기 위하여 유지 용량의 정전 용량을 증가시켜야 하는데, 이러한 박막 트랜지스터 기판 구조에서는 유지 용량 전극선의 면적을 불가피하게 넓혀야 하므로 어쩔수 없이 개구율 감소를 동반하게 되는 문제점이 있다. In such a liquid crystal display, a storage capacitor is formed on the thin film transistor substrate in order to stably maintain the liquid crystal voltage applied to the liquid crystal positioned between the two substrates. To this end, a storage capacitor electrode line is formed on the same layer as the gate line, which is parallel to the gate line, and the storage capacitor electrode line overlaps the pixel electrode to form the storage capacitor. However, in order to increase the luminance of the liquid crystal display or to increase the response speed, the capacitance of the capacitance must be increased. In this thin film transistor substrate structure, the area of the capacitance electrode line is inevitably widened, which inevitably leads to a decrease in the aperture ratio. There is a problem.
본 발명은 개구율을 감소시키지 않으면서 유지 용량의 정전 용량을 증가시키고자 한다. The present invention seeks to increase the capacitance of the holding capacitance without reducing the aperture ratio.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판, 절연 기판, 절연 기판 위에 형성되고, 제1 게이트선, 제1 게이트선에 연결되는 게이트 전극 및 상기 제1 게이트선과 소정 간격을 두고 위치하는 제2 게이트선을 포함하는 게이트 배선, 게이트 배선을 덮는 게이트 절연막, 게이트 절연막 위에 게이트 전극에 중첩하여 형성되는 반도체 패턴, 게이트 절연막 위에 형성되고, 제1 및 제2 게이트선에 교차하는 데이터선, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 데이터 배선 및 제2 게이트선의 일부와 중첩하여 제1 유지 용량을 형성하는 유지 용량 도전체 패턴, 데이터 배선, 유지 용량 도전체 패턴 및 반도체 패턴을 덮는 보호막, 보호막에 드레인 전극 및 유지 용량 도전체 패턴을 각각 드러내는 제1 및 제2 접촉 구멍, 보호막 위에 제1 및 제2 접촉 구멍을 통하여 드레인 전극 및 유지 용량 도전체 패턴에 연결되어 있고, 제2 게이트선의 일부와 중첩하여 제2 유지 용량을 형성하는 화소 전극을 포함합니다.In order to achieve the above technical problem, a thin film transistor substrate, an insulating substrate, and an insulating substrate are formed on the substrate, and are disposed at predetermined intervals from a first gate line, a gate electrode connected to the first gate line, and the first gate line. A gate wiring including a second gate line, a gate insulating film covering the gate wiring, a semiconductor pattern overlapping the gate electrode on the gate insulating film, a data line formed on the gate insulating film, and crossing the first and second gate lines; A storage capacitor conductor pattern overlapping a portion of the data wiring including the source electrode and the drain electrode and the second gate line to form the first storage capacitor, a protective film covering the data wiring, the storage capacitor conductor pattern and the semiconductor pattern, and a drain on the protective film. First and second contact holes exposing an electrode and a storage capacitor conductor pattern, respectively, over the protective film; 2 and are in contact via the hole connected to the drain electrode and the storage capacitor conductors, and includes the pixel electrodes forming the second storage capacitor to overlap the second gate line of the part.
그리고 상기의 박막 트랜지스터 기판, 박막 트랜지스터 기판에 대향되는 대향 기판, 박막 트랜지스터 기판과 대향 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함합니다.And a thin film transistor substrate, an opposing substrate facing the thin film transistor substrate, and a liquid crystal layer interposed between the thin film transistor substrate and the opposing substrate.
제1 유지 용량 및 제2 유지 용량의 정전 용량은 액정층의 정전 용량의 90%이상의 크기를 가질 수 있습니다.The capacitance of the first holding capacitor and the second holding capacitor may be greater than 90% of the capacitance of the liquid crystal layer.
상기한 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 절연 기판 위에 제1 게이트선, 제1 게이트선에 연결되는 게이트 전극 및 상기 제1 게이트선과 소정 간격을 두고 나란하게 위치하는 제2 게이트선을 포함하는 게이트 배선을 형성하는 단계, 게이트 배선을 덮는 게이트 절연막을 형성하는 단계, 게이트 절연막 위에 게이트 전극에 중첩하는 반도체 패턴을 형성하는 단계, 게이트 절연막 위에 제1 및 제2 게이트선에 교차하는 데이터선, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 데이터 배선 및 제2 게이트선의 일부와 중첩하여 제1 유지 용량을 형성하는 유지 용량 도전체 패턴을 형성하는 단계, 데이터 배선, 유지 용량 도전체 패턴 및 상기 반도체 패턴을 덮는 보호막을 형성하는 단계, 보호막에 드레인 전극 및 유지 용량 도전체 패턴을 각각 드러내는 제1 및 제2 접촉 구멍을 형성하는 단계, 보호막 위에 제1 및 제2 접촉 구멍을 통하여 드레인 전극 및 유지 용량 도전체 패턴에 연결되어 있고, 제2 게이트 배선의 게이트선의 일부와 중첩하여 제2 유지 용량을 형성하는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함합니다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a thin film transistor substrate, wherein the first gate line, the gate electrode connected to the first gate line, and the first gate line are disposed side by side at a predetermined interval on the insulating substrate. Forming a gate wiring including a second gate line, forming a gate insulating film covering the gate wiring, forming a semiconductor pattern overlapping the gate electrode on the gate insulating film, and forming a first and second gate lines on the gate insulating film Forming a storage capacitor conductor pattern overlapping a portion of the data wiring including a data line, a source electrode and a drain electrode and a second gate line to form a first storage capacitor, the data wiring and a storage capacitor pattern And forming a passivation layer covering the semiconductor pattern, wherein the drain electrode and the storage capacitor are formed on the passivation layer. Forming first and second contact holes that expose the entire pattern, respectively, connected to the drain electrode and the storage capacitor pattern through the first and second contact holes on the passivation layer, and with a portion of the gate line of the second gate wiring; Forming pixel electrodes overlapping each other to form a second storage capacitor.
본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는, 개구율을 감소시키지 않고서도 유지 용량의 정전 용량을 증가시킬 수 있으며, 그에 따라 응답 속도를 향상시킬 수 있다.In the liquid crystal display device according to the present invention, it is possible to increase the capacitance of the storage capacitance without reducing the aperture ratio, thereby improving the response speed.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 배치도를 나타낸 것이고, 도 2는 도 1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'에 따른 박막 트랜지스터 기판의 단면도를 나타낸 것이다. 1 is a layout view of a thin film transistor substrate according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate taken along the cutting line II-II ′ of FIG. 1.
절연 기판(10) 위에 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 크롬 또는 크롬 합금, 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금, 질화 크롬 또는 질화 몰리브덴 따위의 도전 물질로 이루어진 1000∼3500Å 두께의 게이트 배선(22, 24, 26) 및 유지 용량 배선(27, 28)이 형성되어 있다.
게이트 배선(22, 24, 26)은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(22), 게이트선(22)의 일단에 형성되어 외부 구동 회로(도시하지 않음)와 전기적으로 접촉하는 게이트 패드(24) 및 게이트선(22)의 일부로서, 박막 트랜지스터의 하나의 전극인 게이트 전극(26)을 포함한다.The
또한, 유지 용량 배선(28, 29)은 두 게이트선(22) 사이에 위치하는 장방형의 유지 용량 전극 패턴(28) 및 이웃하는 유지 용량 전극 패턴(28)들을 연결되고 게이트선(22)과 나란하게 가로 방향으로 뻗어 있는 유지 용량 전극선(29)을 포함한다. In addition, the
이 때, 게이트 배선(22, 24, 26) 및 유지 용량 배선(28, 29)은 이중층 이상의 구조로 형성할 수 있는데, 이 경우, 적어도 한 층은 저저항 특성을 가지는 금속 물질로 형성하는 것이 바람직하다. In this case, the
절연 기판(10) 위에는 질화 규소 또는 산화 규소와 같은 절연 물질로 이루어진 2500∼4500Å 두께의 게이트 절연막(30)이 게이트 배선(22, 24, 26) 및 유지 용 량용 배선(28, 29)을 덮고 있다. On the insulating substrate 10, a
게이트 절연막(30) 위에는 게이트 전극(26)과 중첩하고, 비정질 규소 등으로 이루어진 800∼1500Å 두께의 반도체 패턴(42)이 형성되어 있다. 반도체 패턴(42) 위에는 N형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 비정질 규소 등으로 이루어진 500∼800Å 두께의 저항성 접촉층(ohmic contact layer)(55, 56)이 형성되어 있다.On the
저항성 접촉층(55, 56)과 게이트 절연막(30) 위에는 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 크롬 또는 크롬 합금, 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금, 질화 크롬 또는 질화 몰리브덴 같은 도전 물질로 이루어진 500∼3500Å 두께의 데이터 배선(62, 64, 65, 66) 및 유지 용량용 도전체 패턴(68)이 형성되어 있다.On the
데이터 배선(62, 64, 65, 66)은 세로 방향으로 뻗어 있으며 게이트선(22)과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선(62), 데이터선(62)의 일단에 연결되어 있으며, 외부 구동 회로와 전기적으로 접촉하는 데이터 패드(64), 데이터선(62)에서 돌출하여 하나의 저항성 접촉층(55) 위에 까지 연장되어 있는 소스 전극(65) 및 소스 전극(65)의 대향 전극이며 다른 하나의 저항성 접촉층(56) 위로부터 화소 영역 내부의 게이트 절연막(30) 위에 까지 연장되어 있는 드레인 전극(66)을 포함한다. The
유지 용량 도전체 패턴(68)은 이러한 데이터 배선(62, 64, 65, 66)과 동일한 층에 섬 모양으로 형성되어 있으며, 게이트 절연막(30)을 사이에 두고 그의 하부에 위치하는 유지 용량 전극 패턴(28)과 중첩하여 유지 용량을 이룬다. 이 때, 유지 용량 도전체 패턴(68)을 후술하는 화소 전극(82)과 전기적으로 연결되어 화상 전압을 받는다.The storage
여기서, 데이터 배선(62, 64, 65, 66) 및 유지 용량 도전체 패턴(68)은 이중층 이상의 구조로 형성할 수 있는데, 이 경우, 적어도 한 층은 저저항 특성을 가지는 금속 물질로 형성하는 것이 바람직하다. Here, the
이러한 데이터 배선(62, 64, 65, 66), 유지 용량 도전체 패턴(68) 및 반도체 패턴(42)을 질화 규소 또는 산화 규소와 같은 절연 물질로 이루어진 500∼2000Å 두께의 보호막(70)이 덮고 있다. The
보호막(70)에는 드레인 전극(66), 데이터 패드(64)를 드러내는 제1 및 제2 접촉 구멍(72, 74)이 형성되어 있고, 게이트 절연막(30)과 함께 게이트 패드(24)를 드러내는 제3 접촉 구멍(76)이 형성되어 있다. 또한, 보호막(70)에는 유지 용량 도전체 패턴(68)을 드러내는 제4 접촉 구멍(78)도 형성되어 있다. In the
보호막(70) 위에는 제1 및 제4 접촉 구멍(72, 78)을 통하여 드레인 전극(66) 및 유지 용량 도전체 패턴(68)에 연결되는 화소 전극(82)이 형성되어 있다. The
또한, 보호막(70) 위에는 제2 및 제3 접촉 구멍(74, 76)을 통하여 데이터 패드(64) 및 게이트 패드(24)에 연결되는 보조 데이터 패드(84) 및 보조 게이트 패드(86)가 형성되어 있다. In addition, an
여기서, 화소 전극(82), 보조 데이터 패드(84) 및 보조 게이트 패드(86)는 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전 물질로 형성되어 있다.Here, the
본 발명에서, 화소 전극(82)은 유지 용량 배선(28, 29)과 중첩하는데, 유지 용량 전극선(29)과는 보호막(70) 및 게이트 절연막(30)을 사이에 두고 유지 용량을 형성한다. In the present invention, the
또한, 화소 전극(82)은 유지 용량 도전체 패턴(68)에 연결되어 있는데, 이로써, 유지 용량 도전체 패턴(68)은 유지 용량 전극 패턴(28)과 게이트 절연막(30)을 사이에 두고 또 다른 유지 용량을 형성한다. 이 경우, 두 전극(28, 68) 사이에 개재되어 있는 절연막의 두께가 얇기 때문에, 유지 용량 전극 패턴(28)이 화소 전극(82)과 중첩하여 유지 용량을 형성하는 경우에 비하여 동일한 중첩 면적을 가지고도 더 큰 정전 용량을 형성할 수 있다. In addition, the
따라서, 본 발명에서는 유지 용량 배선(28, 29)의 면적을 넓히지 않고서도 정전 용량을 증가시킬 수 있어서 정전 용량 대비 개구율을 향상시킬 수 있다. Therefore, in the present invention, the capacitance can be increased without increasing the area of the
그러면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 앞서의 도 3a 내지 도 6b 및 앞서의 도 1 및 도 2를 함께 참조하여 상세히 설명한다.Next, a method of manufacturing the thin film transistor substrate according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3A to 6B and FIGS. 1 and 2.
우선, 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 절연 기판(10) 위에 게이트 배선용 금속층을 증착한 후, 이 금속층을 사진 식각 공정으로 패터닝하여 게이트 배선(22, 24, 26) 및 유지 용량 배선(28, 29)을 형성한다. 게이트 배선(22, 24, 26)은 게이트선(22), 게이트 패드(24) 및 게이트 전극(26)을 포함하고, 유지 용량 배선(28, 29)은 유지 용량 전극 패턴(28)과 유지 용량 전극선(29)을 포함한다. First, as shown in FIGS. 3A and 3B, after depositing a metal layer for gate wiring on the insulating substrate 10, the metal layer is patterned by a photolithography process to form the
다음, 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 절연 기판(10) 위에 질화 규소와 같은 절연 물질로 이루어진 게이트 절연막(30)을 증착하여 게이트 배선(22, 24, 26) 및 유지 용량 배선(28, 29)을 덮는다. Next, as shown in FIGS. 4A and 4B, a
이어, 게이트 절연막(30) 위에 비정질 규소층 및 도전형 불순물이 도핑된 비 정질 규소층을 순차적으로 형성한 후, 이 두 규소층을 사진 식각 공정으로 패터닝하여 반도체 패턴(42)과 저항성 접촉층 패턴(52)을 형성한다.Subsequently, an amorphous silicon layer and an amorphous silicon layer doped with a conductive impurity are sequentially formed on the
다음, 도 5a 및 도 5b 및 도 6c에 도시한 바와 같이, 기판의 노출된 전면 위로 데이터 배선용 금속층을 증착한 후, 이 금속층을 사진 식각 공정으로 패터닝하여 데이터 배선(62, 64, 65, 66) 및 유지 용량 도전체 패턴(68)을 형성한다. 데이터 배선(62, 64, 65, 66)은 데이터선(62), 데이터 패드(64), 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66)을 포함한다. 이 때, 유지 용량 도전체 패턴(68)은 유지 용량 전극 패턴(28)과 중첩하도록 형성한다. Next, as shown in FIGS. 5A, 5B, and 6C, after depositing a metal layer for data wiring on the exposed front surface of the substrate, the metal layer is patterned by a photolithography process to form data wirings 62, 64, 65, and 66. And the storage
이어, 소스 전극(65)과 드레인 전극(66)을 마스크로 하여 저항성 접촉층 패턴(52)을 식각하여 소스 전극(65)과 접촉하는 저항성 접촉층(55) 및 드레인 전극(66)과 접촉하는 저항성 접촉층(56)으로 분리한다. Subsequently, the ohmic contact layer pattern 52 is etched using the
다음, 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 데이터 배선(62, 64, 65, 66), 유지 용량 도전체 패턴(68) 및 반도체 패턴(42)을 포함하는 기판 전면에 질화 규소 또는 산화 규소 등으로 보호막(70)을 형성한다. Next, as shown in FIGS. 6A and 6B, silicon nitride or silicon oxide on the entire surface of the substrate including the data wirings 62, 64, 65, and 66, the storage
이어, 보호막(70) 및 게이트 절연막(30)을 사진 식각 공정으로 패터닝하여, 제1 내지 제4 접촉 구멍(72, 74, 76, 78)을 형성한다. 이 때, 제1, 제2 및 제4 접촉 구멍(72, 74, 78)은 보호막(70)에 형성되고, 각각 드레인 전극(66), 데이터 패드(64) 및 유지 용량 도전체 패턴(68)을 드러낸다. 또한, 제3 접촉 구멍(76)은 보호막(70) 및 게이트 절연막(30)에 형성되고, 게이트 패드(24)를 드러낸다. Subsequently, the
다음, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제4 접촉 구멍(72, 74, 76, 78)을 통하여 드러난 배선 부분을 포함하는 기판 노출된 전면 위에 ITO 또는 IZO로 이루어진 투명 도전층을 증착한다. Next, as shown in FIGS. 1 and 2, a transparent conductive layer made of ITO or IZO on a substrate exposed front surface including a wiring portion exposed through the first to fourth contact holes 72, 74, 76, and 78. Deposit.
이어, 이 투명 도전층을 사진 식각 공정으로 패터닝하여 제1 및 제4 접촉 구멍(72, 78)을 통하여 드레인 전극(66) 및 유지 용량 도전체 패턴(68)에 연결되는 화소 전극(82), 제2 및 제3 접촉 구멍(74, 76)을 통하여 데이터 패드(64) 및 게이트 패드(24)에 연결되는 보조 데이터 패드(84) 및 보조 게이트 패드(86)를 형성한다. Next, the transparent conductive layer is patterned by a photolithography process to connect the
상술된 본 발명의 제1 실시예에서는 유지 용량 도전체 패턴(68)을 이웃하는 두 게이트선 사이의 영역 즉, 화소 영역의 내부에 섬 모양으로 형성한 것을 예로 하였는데, 유지 용량 도전체 패턴(68)의 모양 및 위치는 본 발명의 제1 실시예에 제시된 내용에 제한을 받지 않고 다양하게 형성할 수 있다. 예로써, 유지 용량 도전체 패턴(68)을 화소 영역의 가장자리부에 바(bar) 형상으로 형성할 수 있다. 이 때, 유지 용량 도전체 패턴(68)과 유지 용량을 형성하는 유지 용량 전극 패턴(28) 역시, 바(bar) 형상으로 형성한다. 이를 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. In the above-described first embodiment of the present invention, the storage
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 배치도를 나타낸 것이고, 도 8은 도 7의 절단선 Ⅷ-Ⅷ'에 따른 박막 트랜지스터 기판의 단면도를 나타낸 것이다. 7 is a layout view of a thin film transistor substrate according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate taken along the cutting line VII-VIII of FIG. 7.
이 실시예에서, 유지 용량 전극 패턴(28)은 바 형상으로 형성되어 있으며, 화소 영역의 양쪽 가장자리부에 각각 위치하고 있다. 물론, 유지 용량 전극 패턴(28) 각각은 유지 용량 전극선(29)에 연결되어 있다. In this embodiment, the storage
유지 용량 전극 패턴(28)과 유지 용량을 이루는 유지 용량 도전체 패턴(68)도 게이트 절연막(30) 위에서 유지 용량 전극 패턴(28)과 중첩하고 있다. The storage
유지 용량 도전체 패턴(68)과 화소 전극(82)을 연결하는 통로가 되는 제4 접촉 구멍(78)은 유지 용량 도전체 패턴(68)의 어느 부분이든지 드러내면 되고, 하나 이상으로 형성할 수 있다. The
이러한 구조의 액정 표시 장치에서도, 유지 용량 전극선(29)과 화소 전극(82)이 게이트 절연막(30) 및 보호막(70)을 사이에 두고 유지 용량을 형성한다. 또한, 각각의 유지 용량 전극 패턴(28)과 이에 중첩하는 유지 용량 도전체 패턴(68)이 게이트 절연막(30)을 사이에 두고 또 다른 유지 용량을 형성한다. In the liquid crystal display device having such a structure, the storage
이러한 본 발명에서의 유지 용량은 유지 용량 전극 패턴(28)이 화소 전극(82)에만 중첩하여 유지 용량을 형성하는 경우에 비하여 동일한 중첩 면적을 가지고도 더 큰 정전 용량을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 유지 용량 배선(28, 29)의 면적을 넓히지 않고서도 정전 용량을 증가시킬 수 있어서 정전 용량 대비 개구율을 향상시킬 수 있다. Such a storage capacitor in the present invention can form a larger capacitance even when the storage
또한, 이 실시예에서는 바 형상의 유지 용량 전극 패턴(28) 또는 유지 용량 도전체 패턴(68)이 화소 전극(82)과 데이터선(62) 사이에 위치하고 있기 때문에 화소 전극(82)과 데이터선(62) 사이에서 발생하는 측면 빛샘을 막을 수 있는 잇점이 있다. In this embodiment, since the bar-shaped storage
상술된 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서는 유지 용량 배선을 별도로 형성한 경우를 예로 하였지만, 게이트선의 일부를 유지 용량 전극으로 형성할 수 있다. 이를 도 9 및 도 10을 참조하여 설명한다. In the above-described first and second embodiments of the present invention, the case where the storage capacitor wiring is formed separately is taken as an example, but a part of the gate line can be formed as the storage capacitor electrode. This will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 배치도를 나타낸 것이고, 도 10은 도 9의 절단선 Ⅹ-Ⅹ'에 따른 박막 트랜지스터 기판의 단면도를 나타낸 것이다. FIG. 9 is a layout view of a thin film transistor substrate according to a third exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate taken along the cutting line VII-VII 'of FIG. 9.
이 실시예에서는 화소 전극이 자기단이 아닌 전단(privious)에 위치하는 게이트 배선의 게이트선의 일부와 중첩하여 유지 용량을 형성하는 것으로, 유지 용량을 위한 배선을 별도로 형성하지 않고, 게이트선의 일부를 유지 용량 배선으로 이용한다. In this embodiment, the pixel electrode is formed to overlap the portion of the gate line of the gate wiring positioned at the front end, not the magnetic end, to form the storage capacitor. Thus, a portion of the gate line is maintained without forming a wiring for the storage capacitor. Used as capacitive wiring.
도면에는, (n) 번째 게이트 배선(Gn)의 게이트선(22)으로부터 게이트 신호에 영향을 받는 화소 전극(82)이 (n-1) 번째 게이트 배선(Gn-1)의 게이트선(22)과 중첩하도록 면적이 확장되어 있다. In the drawing, the
유지 용량 도전체 패턴(68)은 게이트 절연막(30) 위에서 게이트선(22)의 일부와 중첩하고 있으며, 데이터 배선(62, 64, 65, 66)과는 동일한 층에 형성되어 있다. 이러한 유지 용량 도전체 패턴(68)을 드러내는 제4 접촉 구멍(78)이 보호막(70)에 형성되어 있으며, 화소 전극(82)이 제4 접촉 구멍(78)을 통하여 전단 게이트선(22) 위에 위치하는 유지 용량 도전체 패턴(68)과 연결되어 있다. The storage
이 실시예에서는, 유지 용량 도전체 패턴(68)은 게이트선(22)과 중첩하여 게이트 절연막(30)을 사이에 두고 유지 용량을 형성하고 있다. 이 때, (n-1) 번째 게이트 배선(Gn-1)의 게이트선(22) 위의 유지 용량 도전체 패턴(68)은 (n) 번째 게이트 배선(Gn)의 게이트선(22)으로부터 게이트 신호에 영향을 받는 화소 전극(82) 으로부터 신호를 받는다. In this embodiment, the storage
이 실시예에서의 액정 표시 장치는, 화소 전극(82)과 게이트선(22)만을 중첩시켜 유지 용량을 형성하는 경우에 비하여 정전 용량의 크기를 대폭적으로 늘릴 수 있다. 또한, 이 실시예에서는 게이트선의 일부를 유지 용량 배선으로 사용함으로써, 별도의 배선을 화소 영역에 형성하지 않기 때문에 개구율을 더욱 향상시킬 수 있다. The liquid crystal display device in this embodiment can significantly increase the size of the capacitance as compared with the case where only the
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 배치도를 나타낸 것이고, 도 12는 도 11의 절단선 XII-XII'에 따른 박막 트랜지스터 기판의 단면도를 나타낸 것이다. FIG. 11 is a layout view of a thin film transistor substrate according to a fourth exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate taken along the cutting line XII-XII ′ of FIG. 11.
절연 기판(10) 위에 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 크롬 또는 크롬 합금, 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금, 질화 크롬 또는 질화 몰리브덴 따위의 도전 물질로 이루어진 1000∼3500Å 두께의 게이트 배선(22, 24, 26) 및 유지 용량 전극선(27)이 형성되어 있다.
게이트 배선(22, 24, 26)은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(22), 게이트선(22)의 일단에 형성되어 외부 구동 회로(도시하지 않음)와 전기적으로 접촉하는 게이트 패드(24) 및 게이트선(22)의 일부로서, 박막 트랜지스터의 하나의 전극인 게이트 전극(26)을 포함한다.The
또한, 유지 용량 전극선(27)은 두 게이트선(22) 사이에 위치하고, 게이트선(22)과 나란하게 가로 방향으로 뻗어 있다. In addition, the storage
이 때, 게이트 배선(22, 24, 26) 및 유지 용량 전극선(27)은 이중층 이상의 구조로 형성할 수 있는데, 이 경우, 적어도 한 층은 저저항 특성을 가지는 금속 물질로 형성하는 것이 바람직하다. At this time, the gate wirings 22, 24, 26 and the storage
절연 기판(10) 위에는 질화 규소 또는 산화 규소와 같은 절연 물질로 이루어진 2500∼4500Å 두께의 게이트 절연막(30)이 게이트 배선(22, 24, 26) 및 유지 용량 전극 패턴(27)을 덮고 있다.On the insulating substrate 10, a
여기서, 게이트 절연막(30)에는 유지 용량 전극선(27)을 드러내는 제1 접촉 구멍(32)이 형성되어 있다. Here, the
게이트 절연막(30) 위에는 게이트 전극(26)과 중첩하고, 비정질 규소 등으로 이루어진 800∼1500Å 두께의 반도체 패턴(42)이 형성되어 있다. 반도체 패턴(42) 위에는 N형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 비정질 규소 등으로 이루어진 500∼800Å 두께의 저항성 접촉층(ohmic contact layer)(55, 56)이 형성되어 있다.On the
저항성 접촉층(55, 56)과 게이트 절연막(30) 위에는 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 크롬 또는 크롬 합금, 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금, 질화 크롬 또는 질화 몰리브덴 같은 도전 물질로 이루어진 500∼3500Å 두께의 데이터 배선(62, 64, 65, 66) 및 유지 용량 도전체 패턴(67)이 형성되어 있다. On the ohmic contact layers 55 and 56 and the
데이터 배선(62, 64, 65, 66)은 세로 방향으로 뻗어 있으며 게이트선(22)과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선(62), 데이터선(62)의 일단에 연결되어 있으며, 외부 구동 회로와 전기적으로 접촉하는 데이터 패드(64), 데이터선(62)에서 돌출하여 하나의 저항성 접촉층(55) 위에 까지 연장되어 있는 소스 전극(65) 및 소스 전극(65)의 대향 전극이며 다른 하나의 저항성 접촉층(56) 위로부터 화소 영역 내부의 게이트 절연막(30) 위에 까지 연장되어 있는 드레인 전극(66)을 포함한다. The data lines 62, 64, 65, and 66 extend in the vertical direction and are connected to one end of the
유지 용량 도전체 패턴(67)은 이러한 데이터 배선(62, 64, 65, 66)과 동일한 층에 형성되어 있으며, 제1 접촉 구멍(32)을 통하여 유지 용량 전극선(27)에 연결되어 있다. 유지 용량 도전체 패턴(67)은 후술하는 화소 전극(82)과 중첩하여 유지 용량을 이룬다. 이 때, 유지 용량 도전체 패턴(67)은 유지 용량 전극선(27)에 연결되어 공통 전압을 받는다. The storage
여기서, 데이터 배선(62, 64, 65, 66) 및 유지 용량 도전체 패턴(67)은 이중층 이상의 구조로 형성할 수 있는데, 이 경우, 적어도 한 층은 저저항 특성을 가지는 금속 물질로 형성하는 것이 바람직하다. Here, the data lines 62, 64, 65, 66 and the storage
이러한 데이터 배선(62, 64, 65, 66), 유지 용량 도전체 패턴(67) 및 반도체 패턴(42)을 질화 규소 또는 산화 규소와 같은 절연 물질로 이루어진 500∼2000Å 두께의 보호막(70)이 덮고 있다. The data wirings 62, 64, 65, 66, the storage
보호막(70)에는 드레인 전극(66), 데이터 패드(64)를 드러내는 제1 및 제2 접촉 구멍(72, 74)이 형성되어 있고, 게이트 절연막(30)과 함께 게이트 패드(24)를 드러내는 제3 접촉 구멍(76)이 형성되어 있다. In the
보호막(70) 위에는 제1 접촉 구멍(72)을 통하여 드레인 전극(66))에 연결되는 화소 전극(82)이 형성되어 있다. The
또한, 보호막(70) 위에는 제2 및 제3 접촉 구멍(74, 76)을 통하여 데이터 패드(64) 및 게이트 패드(24)에 연결되는 보조 데이터 패드(84) 및 보조 게이트 패드(86)가 형성되어 있다. In addition, an
여기서, 화소 전극(82), 보조 데이터 패드(84) 및 보조 게이트 패드(86)는 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전 물질로 형성되어 있다.Here, the
본 발명에서, 화소 전극(82)은 유지 용량 전극선(27)과 중첩하는데, 유지 용량 전극선(27)과는 보호막(70) 및 게이트 절연막(30)을 사이에 두고 유지 용량을 형성한다. In the present invention, the
또한, 화소 전극(82)은 유지 용량 전극선(27)에 연결되어 있는 유지 용량 도전체 패턴(67)과 중첩하는데, 유지 용량 도전체 패턴(67)과는 보호막(70)을 사이에 두고 또 다른 유지 용량을 형성한다. 이 경우, 두 전극(27, 67) 사이에 개재되어 있는 절연막의 두께가 얇기 때문에, 유지 용량 전극선(27)이 화소 전극(82)과 중첩하여 유지 용량을 형성하는 경우에 비하여 동일한 중첩 면적을 가지고도 더 큰 정전 용량을 형성할 수 있다. In addition, the
따라서, 본 발명에서는 유지 용량을 위한 배선의 면적을 넓히지 않고서도 정전 용량을 증가시킬 수 있어서 정전 용량 대비 개구율을 향상시킬 수 있다. Therefore, in the present invention, the capacitance can be increased without increasing the area of the wiring for the maintenance capacitance, thereby improving the aperture ratio compared to the capacitance.
그러면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 도 13a 내지 도 17b 및 앞서의 도 11 및 도 12를 함께 참조하여 설명한다.Next, a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to a fourth exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13A to 17B and FIGS. 11 and 12.
우선, 도 13a 및 도 13b에 도시한 바와 같이, 절연 기판(10) 위에 금속층을 증착한 후, 이 금속층을 사진 식각 공정으로 패터닝하여 게이트 배선(22, 24, 26) 및 유지 용량 전극선(27)을 형성한다. 게이트 배선(22, 24, 26)은 게이트선(22), 게이트 패드(24) 및 게이트 전극(26)을 포함한다. First, as shown in FIGS. 13A and 13B, after depositing a metal layer on the insulating substrate 10, the metal layer is patterned by a photolithography process to form the gate wirings 22, 24, 26, and the storage
다음, 도 14a 및 도 14b에 도시한 바와 같이, 절연 기판(10) 위에 질화 규소 와 같은 절연 물질로 이루어진 게이트 절연막(30)을 증착하여 게이트 배선(22, 24, 26) 및 유지 용량 전극선(27)을 덮는다. 이어, 계속해서, 게이트 절연막(30) 위에 비정질 규소층(40) 및 도전형 불순물이 도핑된 비정질 규소층(50)을 순차적으로 형성한다. Next, as shown in FIGS. 14A and 14B, a
이어, 두 규소층(40, 50) 및 게이트 절연막(30)을 사진 식각 공정으로 패터닝하여 유지 용량 전극 패턴(27)을 드러내는 제1 접촉 구멍(32)을 형성한다. Subsequently, the two silicon layers 40 and 50 and the
다음, 도 15a 및 도 15b에 도시한 바와 같이, 비정질 규소층(40) 및 도전형 불순물이 도핑된 비정질 규소층(50)을 사진 식각 공정으로 패터닝하여, 반도체 패턴(42)과 저항성 접촉층 패턴(52)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 15A and 15B, the amorphous silicon layer 40 and the amorphous silicon layer 50 doped with conductive impurities are patterned by a photolithography process to form a
다음, 도 16a 및 도 16b에 도시한 바와 같이, 기판의 노출된 전면 위로 금속층을 증착한 후, 이 금속층을 사진 식각 공정으로 패터닝하여 데이터 배선(62, 64, 65, 66) 및 유지 용량 도전체 패턴(67)을 형성한다. 데이터 배선(62, 64, 65, 66)은 데이터선(62), 데이터 패드(64), 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66)을 포함한다. 이 때, 유지 용량 도전체 패턴(67)은 제1 접촉 구멍(32)을 통하여 유지 용량 전극선(27)과 연결된다. Next, as shown in Figs. 16A and 16B, a metal layer is deposited on the exposed front surface of the substrate, and then patterned by the photolithography process to form the metal layer for data wirings 62, 64, 65, 66 and the storage capacitor conductor. The
이어, 소스 전극(65)과 드레인 전극(66)을 마스크로 하여 저항성 접촉층 패턴(52)을 식각하여 소스 전극(65)과 접촉하는 저항성 접촉층(55) 및 드레인 전극(66)과 접촉하는 저항성 접촉층(56)으로 분리한다. Subsequently, the ohmic contact layer pattern 52 is etched using the
다음, 도 17a 및 도 17b에 도시한 바와 같이, 데이터 배선(62, 64, 65, 66), 유지 용량 도전체 패턴(67) 및 반도체 패턴(42)을 포함하는 기판 전면에 질화 규소 또는 산화 규소 등으로 보호막(70)을 형성한다. Next, as shown in FIGS. 17A and 17B, silicon nitride or silicon oxide on the entire surface of the substrate including the data wirings 62, 64, 65, and 66, the storage
이어, 보호막(70) 및 게이트 절연막(30)을 사진 식각 공정으로 패터닝하여, 제2 내지 제4 접촉 구멍(72, 74, 76)을 형성한다. 이 때, 제2 및 제3 접촉 구멍(72, 74)은 보호막(70)에 형성되는데, 각각 드레인 전극(66) 및 데이터 패드(64)를 드러낸다. 또한, 제3 접촉 구멍(76)은 보호막(70) 및 게이트 절연막(30)에 형성되는데, 게이트 패드(24)를 드러낸다. Subsequently, the
다음, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 제2 내지 제4 접촉 구멍(72, 74, 76)을 통하여 드러난 배선 부분을 포함하는 기판 노출된 전면 위에 ITO 또는 IZO로 이루어진 투명 도전층을 증착한다. Next, as shown in FIGS. 11 and 12, a transparent conductive layer made of ITO or IZO is deposited on the exposed surface of the substrate including the wiring portions exposed through the second to fourth contact holes 72, 74, and 76. do.
이어, 이 투명 도전층을 사진 식각 공정으로 패터닝하여 제2 접촉 구멍(72)을 통하여 드레인 전극(66)에 연결되는 화소 전극(82), 제3 및 제4 접촉 구멍(74, 76)을 통하여 데이터 패드(64) 및 게이트 패드(24)에 연결되는 보조 데이터 패드(84) 및 보조 게이트 패드(86)를 형성한다. Subsequently, the transparent conductive layer is patterned by a photolithography process to pass through the
상술된 본 발명의 제4 실시예에서는 유지 용량 도전체 패턴(67)을 이웃하는 두 게이트선 사이의 영역 즉, 화소 영역의 내부에 형성한 것을 예로 하였는데, 유지 용량 도전체 패턴(67)의 모양 및 위치는 본 발명의 제4 실시예에 제시된 내용에 제한을 받지 않고 다양하게 형성할 수 있다. 예로써, 유지 용량 도전체 패턴(67)을 화소 영역의 가장자리부에 바(bar) 형상으로 형성할 수 있다. 이를 도 18 및 도 19를 참조하여 설명한다. In the above-described fourth embodiment of the present invention, the storage
도 18은 본 발명의 제5 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 배치도를 나 타낸 것이고, 도 19는 도 18의 절단선 ⅩⅨ-ⅩⅨ'에 따른 박막 트랜지스터 기판의 단면도를 나타낸 것이다. FIG. 18 is a layout view of a thin film transistor substrate according to a fifth exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 19 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate taken along the cutting line VII- ′ ′ of FIG. 18.
이 실시예에서, 유지 용량 도전체 패턴(67)은 바 형상으로 형성되어 있으며, 화소 영역의 양쪽 가장자리부에 위치하고 있다. 여기서, 유지 용량 도전체 패턴(67)은 게이트 절연막(30)에 형성된 제1 접촉 구멍(32)을 통하여 유지 용량 전극선(27)과 연결되어 있다. In this embodiment, the storage
여기서, 유지 용량 전극선(27)은 화소 전극(82)과는 게이트 절연막(30) 및 보호막(70)을 사이에 두고 유지 용량을 형성하고 있다. 또한, 유지 용량 도전체 패턴(67)은 보호막(70)을 사이에 두고 화소 전극(82)과 또 다른 유지 용량을 형성하고 있다. Here, the storage
이러한 본 발명에서의 유지 용량은 유지 용량 전극선(27)이 화소 전극(82)에만 중첩하여 유지 용량을 형성하는 경우에 비하여 동일한 중첩 면적을 가지고도 더 큰 정전 용량을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 유지 용량을 위한 배선(27, 67)의 면적을 넓히지 않고서도 정전 용량을 증가시킬 수 있어서 정전 용량 대비 개구율을 향상시킬 수 있다. Such a storage capacitor in the present invention can form a larger capacitance even when the storage
또한, 이 실시예에서는 바 형상의 유지 용량 도전체 패턴(67)이 화소 전극(82)과 데이터선(62) 사이에 위치하고 있기 때문에 화소 전극(82)과 데이터선(62) 사이에서 발생하는 측면 빛샘을 막을 수 있는 잇점이 있다. In addition, in this embodiment, since the bar-shaped storage
상술된 본 발명의 제4 및 제5 실시예에서는 유지 용량 배선을 별도로 형성한 경우를 예로 하였지만, 게이트선의 일부를 유지 용량 전극으로 형성할 수 있다. 이를 도 20 및 도 21을 참조하여 설명한다. In the above-described fourth and fifth embodiments of the present invention, the case where the storage capacitor wiring is separately formed is taken as an example, but a part of the gate line can be formed as the storage capacitor electrode. This will be described with reference to FIGS. 20 and 21.
도 20은 본 발명의 제6 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 배치도를 나타낸 것이고, 도 21은 도 20의 절단선 ⅩⅩⅠ-ⅩⅩⅠ'에 따른 박막 트랜지스터 기판의 단면도를 나타낸 것이다. 20 is a layout view of a thin film transistor substrate according to a sixth exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 21 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate taken along the cutting line VII-XI ′ of FIG. 20.
이 실시예에서는 화소 전극이 전단 게이트선의 일부와 중첩하여 유지 용량을 형성하는 것으로, 유지 용량을 위한 배선을 별도로 형성하지 않고, 게이트선의 일부를 유지 용량 배선으로 이용한다. In this embodiment, the pixel electrode overlaps with a part of the front gate line to form the storage capacitor. A portion of the gate line is used as the storage capacitor wiring without separately forming wiring for the storage capacitor.
도면에는, (n) 번째 게이트 배선(Gn)의 게이트선(22)으로부터 게이트 신호에 영향을 받는 화소 전극(82)이 (n-1) 번째 게이트 배선(Gn-1)의 게이트선(22)과 중첩하도록 면적이 확장되어 있다. In the drawing, the
유지 용량 도전체 패턴(67)은 게이트 절연막(30) 위에서 게이트선(22)의 일부와 중첩하고 있으며, 데이터 배선(62, 64, 65, 66)과는 동일한 층에 형성되어 있다. 이러한 유지 용량 도전체 패턴(67)을 드러내는 제4 접촉 구멍(78)이 보호막(70)에 형성되어 있다. 그리고, (n-1) 번째 게이트 배선(Gn-1)의 게이트선(22) 위의 유지 용량 도전체 패턴(67)이 (n) 번째 게이트 배선(Gn)의 게이트선(22)으로부터 게이트 신호에 영향을 받는 화소 전극(82)과 연결되어 있다. The storage
이 실시예에서, 유지 용량 도전체 패턴(67)은 게이트선(22)과 중첩하여 게이트 절연막(30)을 사이에 두고 유지 용량을 형성하고 있다. 이 때, (n-1) 번째 게이트 배선(Gn-1)의 게이트선(22) 위의 유지 용량 도전체 패턴(68)은 (n) 번째 게이트 배선(Gn)의 게이트선(22)으로부터 게이트 신호에 영향을 받는 화소 전극(82)으 로부터 신호를 받는다. In this embodiment, the storage
이 실시예에서의 액정 표시 장치는, 화소 전극(82)과 게이트선(22)만을 중첩시켜 유지 용량을 형성하는 경우에 비하여 정전 용량의 크기를 대폭적으로 늘릴 수 있다. 또한, 이 실시예에서는 게이트선의 일부를 유지 용량 배선으로 사용함으로써, 별도의 배선을 화소 영역에 형성하지 않기 때문에 개구율을 더욱 향상시킬 수 있다. The liquid crystal display device in this embodiment can significantly increase the size of the capacitance as compared with the case where only the
이러한 본 발명은 모든 액정 표시 장치의 모드에 적용이 가능한데, 특히, 액정의 반응 속도가 빠른 OCB(Optically Compensated Birefringence) 모드의 액정 표시 장치에 적용할 경우, 큰 잇점을 가지고 있다. The present invention can be applied to all liquid crystal display modes. In particular, the present invention has a great advantage when applied to an OCB (Optically Compensated Birefringence) mode liquid crystal display.
OCB 모드의 액정 표시 장치에서는, 액정의 △ε가 크기 때문에 그레이(gray)가 변함에 따라서 초기 상태에서의 유전율 값과 나중 상태에서의 유전율 값의 차이가 매우 크며, 따라서, 큰 폭의 액정 전압 변화가 불가피하다. In the OCB mode liquid crystal display device, the difference between the permittivity value in the initial state and the permittivity value in the later state is very large as gray is changed due to the large Δε of the liquid crystal. Is inevitable.
한 편, 모든 모드의 액정 표시 장치에서 측정되는 응답속도 파형(시간-휘도) 곡선은 도 22에 도시한 바와 같이, 두 개의 단차를 보여주는 2 스텝 파형을 갖는다. On the other hand, the response speed waveform (time-luminance) curve measured in the liquid crystal display of all modes has a two step waveform showing two steps, as shown in FIG.
응답 속도는 전체 휘도가 10%에서 90%로 변화할 때 측정하므로, 2-스텝 부분이 휘도가 90%이하일 경우에는 응답 속도는 느리게 측정된다. Since the response speed is measured when the total brightness changes from 10% to 90%, the response speed is measured slowly when the two-step portion is below 90% brightness.
그런데, OCB 모드의 액정 표시 장치에서는 첫 번째 프레임(frame)에서 2단 파형이 발생하고 두 번째 또는 세 번째 프레임에서는 정상 휘도를 유지하게 되는 특성을 가지고 있다. 따라서, 2-스텝 부분을 휘도가 90%이상, 바람직하게는 95% 이상이 되도록 유지 용량의 정전 용량을 증가시킬 경우, 첫 번째 프레임에서 정상 휘도를 유지하게 함으로써, 응답 속도를 빠르게 할 수 있다. However, in the OCB mode liquid crystal display, a two-stage waveform occurs in the first frame and maintains a normal luminance in the second or third frame. Therefore, when the capacitance of the holding capacitor is increased so that the brightness of the two-step portion is 90% or more, preferably 95% or more, the response speed can be increased by maintaining the normal brightness in the first frame.
표 1은 OCB 구조의 액정 표시 장치에서 액정의 정전 용량(Clc)에 대한 유지 용량의 정전 용량(Cst)의 비에 따른 응답속도 파형(시간-휘도) 곡선상의 2-스텝 부분의 휘도값을 측정하여 나타낸 것이다.Table 1 measures the luminance value of the 2-step portion on the response speed waveform (time-luminance) curve according to the ratio of the capacitance Cst of the holding capacitance to the capacitance Clc of the liquid crystal in the OCB structured liquid crystal display device. It is shown.
유지 용량의 정전 용량이 증가할 경우, 2-스텝의 위치가 휘도 90%에 근접하다는 것을 알 수 있다. 따라서, 유지 용량의 정전 용량을 증가시켜 2-스텝의 위치를 90%를 넘게 하여 응답 속도를 빠르게 할 수 있다. 특히, 2-스텝의 위치를 95% 이상이 되도록 유지 용량의 정전 용량을 증가시킬 경우, 더욱 빠른 응답 속도를 얻을 수 있다. It can be seen that when the capacitance of the storage capacitor increases, the position of the two-step is close to 90% of the luminance. Accordingly, the response speed can be increased by increasing the capacitance of the holding capacitance to make the two-step position exceed 90%. In particular, when the capacitance of the holding capacitance is increased so that the position of the two-step becomes 95% or more, a faster response speed can be obtained.
본 발명에서는 액정 표시 장치의 응답 속도를 증가시키기 위하여, 유지 용량의 정전 용량을 액정의 정전 용량의 90%이상이 되도록 증가시키는데, 이를 위하여, 앞에서 설명한 본 발명의 제1 내지 제6 실시예에서의 유지 용량을 OCB 모드의 액정 표시 장치에 적용한다. 즉, 본 발명은 앞서의 유지 용량을 형성하는 배선들을 이용하되, 이들 배선이 구성하는 유지 용량의 정전 용량이 액정의 정전 용량의 90%이상이 되도록 그의 면적을 증가시킨다. 이 때, 보호막 또는 게이트 절연막 중 하나의 절연막만을 개재하여 유지 용량의 정전 용량을 증가시킴으로써, 유지 용량을 위한 배선의 면적 증가의 필요로 없앤다. 이로써, 개구율의 감소없이 유지 용량의 정전 용량을 증가시킬 수 있다. In the present invention, in order to increase the response speed of the liquid crystal display, the capacitance of the holding capacitor is increased to be 90% or more of the capacitance of the liquid crystal. For this purpose, in the first to sixth embodiments of the present invention described above, The holding capacitor is applied to the liquid crystal display of OCB mode. That is, the present invention uses the wirings forming the above-described storage capacitors, but increases its area so that the capacitance of the storage capacitors formed by these wirings is 90% or more of the capacitance of the liquid crystal. At this time, by increasing the capacitance of the storage capacitor via only one insulating film of the protective film or the gate insulating film, there is no need to increase the area of the wiring for the storage capacitor. Thereby, the capacitance of the holding capacitance can be increased without reducing the aperture ratio.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 1 is a layout view of a thin film transistor substrate according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 보인 절단선 Ⅱ-Ⅱ'에 따른 박막 트랜지스터 기판의 단면도이고, FIG. 2 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate taken along the cutting line II-II ′ shown in FIG. 1.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판을 제조하기 위한 첫 번째 단계에서의 기판의 배치도이고, 3A is a layout view of a substrate in a first step for fabricating a thin film transistor substrate according to the first embodiment of the present invention;
도 3b는 도 3a에 보인 절단선 Ⅲb-Ⅲb'에 따른 기판의 단면도이고, 3B is a cross-sectional view of the substrate along the cutting line IIIb-IIIb 'shown in FIG. 3A,
도 4a는 도 3a의 다음 제조 단계에서의 기판의 배치도이고, 4A is a layout view of a substrate in the next manufacturing step of FIG. 3A,
도 4b는 도 4a에 보인 절단선 Ⅳb-Ⅳb'에 따른 기판의 단면도이고, 4B is a cross-sectional view of the substrate along the cutting line IVb-IVb ′ shown in FIG. 4A;
도 5a는 도 4a의 다음 제조 단계에서의 기판의 배치도이고, FIG. 5A is a layout view of a substrate in a subsequent manufacturing step of FIG. 4A,
도 5b는 도 5a에 보인 절단선 Ⅴb-Ⅴb'에 따른 기판의 단면도이고, FIG. 5B is a cross-sectional view of the substrate along the cutting line Vb-Vb ′ shown in FIG. 5A;
도 6a는 도 5a의 다음 제조 단계에서의 기판의 배치도이고, FIG. 6A is a layout view of a substrate in a subsequent manufacturing step of FIG. 5A;
도 6b는 도 6a에 보인 절단선 Ⅵb-Ⅵb'에 따른 기판의 단면도이고, FIG. 6B is a cross-sectional view of the substrate along the cutting line VIb-VIb ′ shown in FIG. 6A;
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 7 is a layout view of a thin film transistor substrate according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 8은 도 7에 보인 절단선 Ⅷ-Ⅷ'에 따른 박막 트랜지스터 기판의 단면도이고, FIG. 8 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate taken along the cutting line VIII-VIII ′ shown in FIG. 7.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 9 is a layout view of a thin film transistor substrate according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 10은 도 9에 보인 절단선 Ⅹ-Ⅹ'에 따른 박막 트랜지스터 기판의 단면도이고, FIG. 10 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate taken along the cutting line VIII-VIII ′ shown in FIG. 9.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 11 is a layout view of a thin film transistor substrate according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
도 12는 도 11에 보인 절단선 ?-?'에 따른 박막 트랜지스터 기판의 단면도이고, 12 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate taken along the cutting line?-? 'Shown in FIG.
도 13a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판을 제조하기 위한 첫 번째 단계에서의 기판의 배치도이고, 13A is a layout view of a substrate in a first step for fabricating a thin film transistor substrate according to a fourth embodiment of the present invention;
도 13b는 도 13a에 보인 절단선 ⅩⅢb-ⅩⅢb'에 따른 기판의 단면도이고, FIG. 13B is a sectional view of the substrate along the cutting line XIIIb-XIIIb 'shown in FIG. 13A;
도 14a는 도 13a의 다음 제조 단계에서의 기판의 배치도이고, FIG. 14A is a layout view of a substrate in a subsequent manufacturing step of FIG. 13A, and FIG.
도 14b는 도 14a에 보인 절단선 ⅩⅣb-ⅩⅣb'에 따른 기판의 단면도이고, FIG. 14B is a cross-sectional view of the substrate along the cutting line XIVb-XIVb 'shown in FIG. 14A, and FIG.
도 15a는 도 14a의 다음 제조 단계에서의 기판의 배치도이고, FIG. 15A is a layout view of a substrate in a subsequent manufacturing step of FIG. 14A, and FIG.
도 15b는 도 15a에 보인 절단선 ⅩⅤb-ⅩⅤb'에 따른 기판의 단면도이고, FIG. 15B is a cross-sectional view of the substrate along the cutting line XVB-VVB 'shown in FIG. 15A, and FIG.
도 16a는 도 15a의 다음 제조 단계에서의 기판의 배치도이고, FIG. 16A is a layout view of a substrate in a subsequent manufacturing step of FIG. 15A,
도 16b는 도 16a에 보인 절단선 ⅩⅥb-ⅩⅥb'에 따른 기판의 단면도이고, FIG. 16B is a cross-sectional view of the substrate along the cutting line XVIb-XVIb 'shown in FIG. 16A;
도 17a는 도 16a의 다음 제조 단계에서의 기판의 배치도이고, FIG. 17A is a layout view of a substrate in a subsequent manufacturing step of FIG. 16A, and FIG.
도 17b는 도 17a에 보인 절단선 ⅩⅦb-ⅩⅦb'에 따른 기판의 단면도이고, FIG. 17B is a cross-sectional view of the substrate along the cutting line VIIb-VIIb 'shown in FIG. 17A, and FIG.
도 18은 본 발명의 제5 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 18 is a layout view of a thin film transistor substrate according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
도 19는 도 18에 보인 절단선 ⅩⅨ-ⅩⅨ'에 따른 박막 트랜지스터 기판의 단면도이고, FIG. 19 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate taken along the cutting line VIII-VIII ′ shown in FIG. 18.
도 20은 본 발명의 제6 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 20 is a layout view of a thin film transistor substrate according to a sixth exemplary embodiment of the present invention.
도 21은 도 20에 보인 절단선 ⅩⅩⅠ-ⅩⅩⅠ'에 따른 박막 트랜지스터 기판의 단면도이고, FIG. 21 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate taken along the cutting line VI-XI ′ of FIG. 20.
도 22는 액정 표시 장치에서의 응답속도 파형 곡선을 나타낸 것이다. 22 illustrates a response speed waveform curve in the liquid crystal display.
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