KR20160148765A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20160148765A
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electrode
gate
forming
disposed
pad
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김지선
채종철
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삼성디스플레이 주식회사
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
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    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136231—Active matrix addressed cells for reducing the number of lithographic steps

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 표시장치는, 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 제 1 기판, 상기 표시 영역에 배치되는 게이트선 및 게이트 전극, 상기 게이트선과 연결되는 데이터선, 상기 게이트선 및 상기 게이트 전극 상에 배치되는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 배치되는 반도체층, 상기 반도체층 상에 배치되는 드레인 전극 및 소스 전극, 상기 드레인 전극 및 상기 소스 전극 상에 배치되는 제 1 보호막, 상기 제 1 보호막 상에 배치되는 색필터, 상기 제 1 보호막 상에 배치되는 공통 전극, 상기 공통 전극 상에 배치되는 제 2 보호막, 및 상기 제 2 보호막 상에 배치되는 화소 전극을 포함하며, 상기 게이트 절연막은 상기 게이트 전극과 유사한 형상을 갖고, 게이트 전극보다 큰 폭을 갖는다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치 및 이의 제조 방법에 대한 것이다.
표시 장치는 평판 표시 장치가 사용될 수 있으며, 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 전기 영동 표시 장치, 전기 습윤 표시 장치 등 다양한 표시 장치가 사용될 수 있다.
이 중, 액정 표시 장치는 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)이 형성되어 있는 한 쌍의 표시 기판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
이러한 액정 표시 장치 중, 액정층에 전기장을 생성하는 두 개의 전기장 생성 전극을 모두 박막 트랜지스터 표시 기판 위에 형성할 수 있다.
박막 트랜지스터 표시 기판에 두 개의 전기장 생성 전극을 형성하는 경우, 박막 트랜지스터와 전기장 생성 전극 사이에 복수의 절연막이 배치되고, 복수의 절연막 중 적어도 한 층은 유기 절연막을 이용할 수 있다. 박막 트랜지스터와 전기장 생성 전극을 전기적으로 연결하기 위한 접촉 구멍을 복수의 절연막에 형성한다.
본 발명은 공정 단계를 줄여 제조비용을 절감할 수 있도록 한 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 표시장치는, 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 제 1 기판, 상기 표시 영역에 배치되는 게이트선 및 게이트 전극, 상기 게이트선과 연결되는 데이터선, 상기 게이트선 및 상기 게이트 전극 상에 배치되는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 배치되는 반도체층, 상기 반도체층 상에 배치되는 드레인 전극 및 소스 전극, 상기 드레인 전극 및 상기 소스 전극 상에 배치되는 제 1 보호막, 상기 제 1 보호막 상에 배치되는 색필터, 상기 제 1 보호막 상에 배치되는 공통 전극, 상기 공통 전극 상에 배치되는 제 2 보호막, 및 상기 제 2 보호막 상에 배치되는 화소 전극을 포함하며, 상기 게이트 절연막은 상기 게이트 전극과 유사한 형상을 갖고, 게이트 전극보다 큰 폭을 갖는다.
상기 드레인 전극 또는 상기 소스 전극은 상기 게이트 절연막의 단부와 접촉된다.
상기 드레인 전극 또는 상기 소스 전극은 상기 게이트 전극의 단부와 이격된다.
상기 게이트 절연막은 게이트 전극보다 0.2 ~ 4㎛ 더 큰 폭을 갖는다.
상기 화소 전극은 반도체층과 연결된다.
상기 화소 전극은 복수의 절개부를 갖고, 상기 공통 전극은 면 형태이다.
상기 색필터와 상기 공통 전극 사이에 배치되는 덮개막을 더 포함한다.
상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판, 및 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 배치되는 액정층을 더 포함한다.
상기 반도체층은 아모포스 실리콘, 폴리 실리콘, 산화물 반도체로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함한다.
상기 비표시 영역에 배치된 제 1 패드 전극, 상기 제 1 패드 전극 상에 배치되며, 상기 제 1 패드 전극의 일부를 노출시키는 접촉구멍을 갖는 패드 전극 절연막, 상기 패드 전극 절연막 상에 배치된 제 3 보호막, 상기 제 1 패드 전극 및 제 3 보호막 상에 배치된 제 2 패드 전극 및 상기 패드 절연막은 상기 제 1 패드 전극과 유사한 형상을 갖고, 제 1 패드 전극보다 큰 폭을 갖는다.
상기 패드 전극 절연막은 제 1 패드 전극보다 0.2 ~ 4㎛ 더 큰 폭을 갖는다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 표시장치의 제조 방법은 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 제 1 기판을 형성하는 단계, 상기 표시 영역 상에 게이트선 및 게이트 전극을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극과 연결되는 데이터선을 형성하는 단계, 상기 게이트선, 상기 게이트 전극 및 게이트 라인 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막 상에 반도체층을 형성하는 단계, 상기 반도체층 상에 드레인 전극 및 소스 전극 형성하는 단계, 상기 드레인 전극 및 상기 소스 전극 상에 제 1 보호막을 형성하는 단계, 상기 제 1 보호막 상에 색필터를 형성하는 단계, 상기 제 1 보호막 상에 공통 전극을 형성하는 단계, 상기 공통 전극 상에 제 2 보호막을 형성하는 단계 및 상기 제 2 보호막 상에 화소 전극을 형성하는 단계 를 포함하며 상기 게이트 전극을 형성하는 단계는 상기 게이트 절연막을 마스크로 상기 게이트 전극을 식각한다.
상기 게이트 절연막은 게이트 전극보다 0.2 ~ 4㎛ 더 큰 폭을 갖는다.
상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판을 형성하는 단계를 더 포함한다.
상기 비표시 영역에 배치된 제 1 패드 전극을 형성하는 단계, 상기 제 1 패드 전극상에 패드 전극 절연막을 형성하는 단계, 상기 패드 전극 절연막 상에 제 3 보호막을 형성하는 단계, 상기 제 1 패드 전극을 노출시키기 위한 접촉 구멍을 형성하는 단계 및, 상기 제 1 패드 전극 및 제 3 보호막 상에 제 2 패드 전극을 형성하는 단계를 더 포함하며 상기 제 1 패드 전극을 형성하는 단계는 상기 패드 전극 절연막을 마스크로 상기 제 1 패드 전극을 식각한다.
본 발명의 일실시예에 의하면 공정 단계를 줄여 제조비용을 절감할 수 있다.
또한, 접촉 구멍의 크기가 줄어들어 내로우 베젤 구현에 용이하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이다.
도 3은 도 2의 표시 장치를 I-I'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1 의 게이트 구동부에 포함된 컨택부의 부분확대도이다.
도 5는 도 4의 게이트 구동부를 II -II '선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6a 내지 6e는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치의 표시부의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
도 7a 내지 7e는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치의 비표시부의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 도 1에 도시된 액정 표시 장치는 표시 영역(16)과, 표시 영역(16)의 게이트 선을 구동하는 게이트 구동부(12, 14)가 형성된 액정 패널(10)과, 표시 영역(16)의 데이터 선을 구동하는 데이터 IC(28)가 실장되고 인쇄 회로 기판(이하, PCB)(20)과 액정 패널(10) 사이에 접속된 회로 필름(26)과, PCB(20)에 실장된 타이밍 컨트롤러(22) 및 전원부(24)를 포함한다. 여기서 액정 패널(10)은 설명의 편의상 칼라 필터 기판은 생략하고 박막 트랜지스터 기판만 도시된 것이다.
게이트 선들(GL1 내지 GLm)과 데이터 선들(DL1 내지 DLn)은 액정 패널(10)의 표시 영역(16)상에 교차 구조로 형성된다.
박막 트랜지스터(TFT)와 화소 전극은 교차 구조로 정의된 서브 화소 영역 상에 형성된다.
박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 선들(GL1 내지 GLm) 중 어느 하나의 게이트 선(GL)으로부터의 스캔 신호에 응답하여 데이터 선(DL1 내지 DLn) 중 어느 하나의 데이터 선(DL)으로부터의 데이터 신호를 화소 전극에 공급한다. 화소 전극은 공급된 데이터 신호에 따라 칼라 필터 기판의 공통전극(131)과 함께 전계를 형성함으로써 서브 화소 단위로 액정을 제어하여 화상이 표시되게 한다.
게이트 구동부(12, 14)는 표시 영역(16)의 양측 외곽부, 즉 액정 패널(10)의 외곽에 위치하는 비표시 영역에 형성되어 게이트 선들(GL1 내지 GLm)을 순차 구동한다. 예를 들면, 게이트 구동부(12, 14)는 양측에서 게이트 선들(GL1 내지GLm)을 함께 구동하거나 오드 게이트 선들(GL1, GL3, ...)과 이븐 게이트 선들(GL2, GL4, ...)로 분할하여 구동한다.
게이트 구동부(12, 14) 각각은 게이트 선들(GL1 내지 GLm)을 개별적으로 구동하는 다수의 쉬프트 레지스터(SR1 내지 SRm)로 구성되고 쉬프트 레지스터들(SR1 내지 SRm) 각각은 다수의 박막 트랜지스터(T)로 구성된다. 게이트 구동부(12, 14)는 표시 영역(16)의 박막 트랜지스터(TFT) 및 다수의 신호 선 및 전극과 함께 박막 트랜지스터 기판에 형성된다.
표시 영역(16)의 데이터 선들(DL1 내지 DLn)을 분할 구동하는 다수의 데이터 IC(28) 각각은 회로 필름(26) 상에 실장되고 회로 필름(26)은 ACF(Anisotropic Conductive Film)을 통해 액정 패널(10)과 PCB(20) 사이에 부착된다. 데이터 IC(28)를 실장한 회로 필름(26)으로는 TCP(Tape Carrier Package) 또는 COF(Chip On Film)이 이용된다. 이와 달리 데이터 IC(28)들은 회로 필름(26)을 사용하지 않고 액정 패널(10)의 박막 트랜지스터 기판 상에 COG(Chip On Glass) 방식으로 직접 실장되기도 한다. 데이터 IC들(28)은 타이밍 컨트롤러(22)로부터의 디지털 데이터를 감마 전압부(미도시)로부터의 감마 전압을 이용하여 아날로그 데이터로 변환하고 표시 영역(16)의 게이트 선(GL)이 구동되는 각 수평 기간에 동기하여 데이터 선들(DL1 내지 DLn)로 아날로그 데이터 신호를 공급한다.
PCB(20)에 실장된 타이밍 컨트롤러(22)는 데이터 IC들(28)과 게이트 구동부(12, 14)를 제어한다. 타이밍 컨트롤러(22)로부터의 비디오 데이터 신호와 다수의 데이터 제어 신호들은 PCB(20)와 회로 필름(26)을 경유하여 각 데이터 IC(8)에 공급되고, 다수의 게이트 제어 신호들은 PCB(20)와 회로 필름(26) 및 액정 패널(10)의 박막 트랜지스터 기판을 경유하여 게이트 구동부(12, 14)로 공급된다. 전원부(24)는 데이터 IC들(28)과 게이트 구동부(12, 14) 및 액정 패널(10)에 필요한 다수의 구동 전압들을 생성하여 공급한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도를 나타내고, 도 3은 도 2의 표시 장치를 I-I'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 복수의 게이트선(121)(gate line) 은 제 1 기판(110)의 표시 영역에 배치된다.
각 게이트선(121)은 면적이 넓은 게이트 패드부를 포함한다. 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동 회로(도시하지 않음)는 제 1 기판(110) 상에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 상에 장착되거나, 제 1 기판(110) 위에 직접 장착될 수 있다.
게이트선(121)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 또한, 게이트선(121)은 단일막일 수 있고, 두 개 이상의 도전막을 포함하는 다중막일 수도 있다.
게이트 전극(124)은 제 1 기판(110) 상에 배치되어 있다. 게이트 전극(124)은 게이트선(121)로부터 돌출되어 있다. 또한, 게이트 전극(124)은 게이트선(121)과 같은 재질이다.
게이트 절연막(gate insulating layer)(140)은 게이트선(121) 상에 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 등으로 만들어질 수 있다.
도 3을 참조하면, 게이트 절연막(140)은 게이트 전극(124)과 유사한 형상을가지며, 게이트 전극(124)보다 큰 폭을 갖는다.
본 발명의 일실시예에서, 게이트 절연막(140)은 게이트 전극(124)보다 0.2 ~ 4㎛ 더 큰 폭을 가지나, 이에 한정되지는 않는다.
반도체층은 게이트 절연막(140) 상에 배치되어 있다. 반도체층은 반도체(151), 게이트 전극(124)을 향해 확장되어 있는 돌출부(154), 및 저항성접촉 부재(161)를 포함한다. 반도체(151)는 아모포스 실리콘, 폴리 실리콘, 산화물 반도체 등이 될 수 있다.
반도체(151)는 데이터 패드부(179) 아래에 위치하는 끝 부분(159)을 포함한다.
복수의 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161)는 반도체(151) 상에 배치되어 있다. 저항성접촉 부재(161)는 게이트 전극 (124)을 중심으로 서로 마주하며 쌍을 이루어 반도체의 돌출부(154) 상에 배치되어 있다. 저항성 접촉 부재(161)는 설명할 데이터 패드부(179) 아래에 배치된다.
저항성 접촉 부재(161)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 등의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 그러나, 저항성 접촉 부재(161)는 생략될 수도 있다. 예를 들어, 반도체(151)가 산화물 반도체인 경우, 저항성 접촉 부재(161)는 생략될 수 있다.
데이터 도전체는 저항성 접촉 부재(161) 상에 배치되어 있으며, 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수의 드레인 전극(drainelectrode)(175)을 포함한다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 세로 방향으로 뻗어 게이트선 (121)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(173)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 데이터 패드부(179)를 포함한다. 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동 회로(도시하지 않음)는 제 1 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(도시하지 않음) 상에 장착되거나, 제 1 기판(110)상에 직접 장착될 수 있다.
데이터선(171)은 주기적으로 꺾여 있으며 게이트선(121)의 연장 방향과 빗각을 이룬다. 데이터선(171)이 게이트선(121)의 연장 방향과 이루는 빗각은 45도 이상일 수 있다. 그러나 데이터선(171)은 일직선으로 뻗어 있을 수도 있다.
데이터 도전체(171, 175)는 단일막일 수 있고, 두 개 이상의 도전막을 포함하는 다중막일 수도 있다.
드레인 전극(175)은 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주하는 막대형 끝 부분과 면적이 넓은 다른 끝 부분을 포함한다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체 돌출부(154)와 함께 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이룬다. 반도체(151)는 박막 트랜지스터가 위치하는 반도체의 돌출부(154)를 제외하면 데이터선(171), 및 드레인 전극(175)과 거의 동일한 평면 형태를 가질 수 있다.
소스 전극(173) 또는 드레인 전극(175)는 도 3과 같이, 게이트 절연막(140)의 단부와 접촉된다. 또한, 소스 전극(173) 또는 드레인 전극(175)은 게이트 전극(124)의 단부와 서로 이격된다.
데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
제 1 보호막(180a)은 데이터 도전체, 게이트 절연막(140), 및 반도체의 노출된 돌출부(154) 상에 배치된다. 제 1 보호막(180a)은 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등의 무기 절연물로 만들어질 수 있다.
색필터(230)는 제1 보호막(180a) 상에 배치된다. 색필터(230)는 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시할 수 있으며, 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색 또는 황색(yellow), 록색(cyan), 자홍색(magenta) 등을 들 수 있다. 도시하지는 않았지만, 색필터(230)는 기본색 외에 기본색의 혼합색 또는 백색(white)을 표시하는 색필터(230)를 더 포함할 수 있다.
덮개막(80)은 색필터(230) 상에 배치된다. 덮개막(80)은 생략될 수 있다.
덮개막(80)은 색필터(230)의 안료 등이 액정층(3)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 덮개막(80)은 무기 절연막 또는 유기 절연막으로 형성될 수 있다.
공통전극(131)은 덮개막(80) 상에 배치된다. 공통전극(131)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있으며 면형으로서 제 1 기판(110) 전면 위에 통판으로 배치될 수 있다. 공통전극(131)은 표시 영역 주변의 주변 영역에 위치하는 공통 전압선과 연결되어, 공통 전압을 인가받는다.
화소 전극(191)은 제2 보호막(180b) 상에 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 데이터선(171)의 제1 굴곡부 및 제2 굴곡부와 거의 나란한 굴곡변(curved edge)을 포함한다. 화소 전극(191)은 복수의 절개부를 가지며, 복수의 절개부(92)에 의해 정의되는 복수의 제1 가지 전극(192)을 포함한다.
이 때, 드레인 전극(175) 상의 제 1 보호막(180a), 색필터(230), 덮개막(80), 제 2 보호막(180b)의 일부가 제거되어 개구부(185)를 통해 드레인 전극(175)의 일부가 노출되고, 노출된 드레인 전극(175)과 화소 전극(191)은 연결된다.
도시하지는 않았지만, 배향막은 화소 전극(191)과 제 2 보호막(180b) 상에 도포되어 있고, 배향막은 수평 배향막일 수 있으며, 일정한 방향으로 러빙되어 있다. 한편, 배향막은 광반응 물질을 포함하며, 광배향될 수도 있다.
한편 액정층(3)은 제 1 기판(110)과 제 2 기판(210) 사이에 배치된다.
액정층(3)은 양의 유전율 이방성을 가지는 네마틱(nematic) 액정 물질을 포함한다. 액정층(3)의 액정 분자는 그 장축 방향이 기판(110, 210)에 평행하게 배열되어 있다.
전기장 생성 전극인 화소 전극(191)과 공통전극 (131)은 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 131) 위에 위치하는 액정층(3)의 액정 분자는 전기장의 방향과 평행한 방향으로 회전한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 회전방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다.
제 2 기판(210)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진다.
복수개의 컬러필터는 제 2 기판(210)상에 배치될 수 있으며, 각각의 컬러필터는 적색, 녹색 및 청색 중 하나를 표시할 수 있으며, 다른 색을 표시할 수도 있다.
다음, 도 4는 도 1의 비표시 영역에 포함된 컨택부(120)의 부분확대도이다.
게이트 구동부는 병렬 접속된 박막 트랜지스터 쌍(105)과, 박막 트랜지스터 쌍(105)과 접속된 컨택부(120)를 포함하고, 컨택부(120)에서 박막 트랜지스터 쌍(105)으로부터 돌출된 제 1 패드 전극(224)과 제 2 패드 전극(273)이 연결된다.
여기서 컨택부(120)는 박막 트랜지스터 쌍(105)과 접속된 것으로 한정되지 않고 박막 트랜지스터 기판 상에서 게이트 금속층과 소스/드레인 금속층이 연결되는 구조에 모두 적용된다.
박막 트랜지스터 쌍(105)은 게이트 전극(124)과, 게이트 절연막(140)을 사이에 두고 게이트 전극(124)과 중첩된 반도체(151)와, 반도체(151)와 중첩되고 일정 간격으로 이격된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함한다. 소스 전극은 반도체(151)의 중심을 기준으로 상하측으로 돌출되어 상하로 분리된 드레인 전극의 삼변을 감싸는 구조로 형성되어 소스 전극과 드레인 전극 사이에 반도체(151)로 이루어진 2개의 채널이 형성된다.
도 5는 도 4의 컨택부를 II-II'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
컨택부(120)는 박막 트랜지스터 쌍(105)으로부터 돌출된 제 1 패드 전극(224), 제 2 패드 전극(273), 제 3 보호막(280) 및 접촉 구멍(290)을 포함한다.
도 5를 참조하면 제 1 패드 전극(224)은 비표시 영역 상에 배치되고, 제 1 패드 전극(224)는 게이트라인 및 게이트 전극(124)과 연결된다.
패드 전극 절연막(240)은 제 1 패드 전극(224) 상에 배치된다.
패드 전극 절연막(240)은 제 1 패드 전극(224)과 유사한 형상을 가지며, 제 1 패드 전극(224)보다 큰 폭을 갖는다.
본 발명의 일실시예에서, 패드 전극 절연막(240)은 제 1 패드 전극(224)보다 0.2 ~ 4㎛ 더 큰 폭을 가지나, 이에 한정되지 않는다.
따라서 제 2 패드 전극(273)은 제 1 패드 전극(224)의 단부와 서로 이격된다.
제 3 보호막(280) 패드 전극 절연막(240)상에 배치된다. 제 3 보호막(280)은유기 절연막 또는 무기 절연막으로 형성된다.
패드 전극 절연막(240) 및 제 3 보호막(280)은 제 1 패드 전극(224)의 일부를 노출시키는 접촉 구멍(290)을 갖는다.
제 2 패드 전극(273)은 패드 전극 절연막(240) 상에 금속층으로 형성되고, 접촉 구멍(290)을 통해 노출된 제 1 패드 전극(224)과 중첩하여 배치되며, 제 1 패드 전극(224)과 연결된다.
한편, 게이트 패드(P) 및 데이터 패드(P)는 구동회로와 접촉하여야하고, 인쇄회로기판과 전기적 접촉을 하기 위한 패드(P)는 인쇄회로기판과 접촉하여야 한다.
다음, 도 6a 내지 도 6f 를 참고하여, 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치의 표시부의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치의 표시부의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 6a를 참조하면, 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 된 제 1 기판(110) 상에 금속막(24), 무기 절연물(40), 반도체 물질(51), 및 저항성 접촉부재(61)을 순차적으로 증착한다.
다음 도 6b를 참조하면, 제 1 기판 (110)상에 포토리소그래피공정을 통해 게이트 절연막(140), 반도체(151), 저항성 접촉 부재로 이루어진 액티브층을 형성한다.
다음 도 6c를 참조하면, 게이트 절연막(140)을 식각 마스크로 하여 게이트선(121) 및 게이트 전극(124)을 습식 또는 건식 식각한다.
일례로써, 금속막(24)을 식각하는 공정은 ICP(Inductively Coupled Plasma), DPS(Decoupled Plasma Source) 또는 ECR(Electron Cyclotron Resonance)의 고밀도플라즈마식각장치에서 실시하고 SF계가스 또는 Cl2가스의 단독 또는 혼합가스를 메인가스로 이용하여 실시하되 SF계 가스를 10sccm∼50sccm, Cl2가스를 50sccm∼200sccm의 유량으로 플로우하여 실시할 수 있다.
단 식각 공정의 방법은 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일실시예에서, 게이트선(121) 및 게이트 전극(124)을 식각하는 공정은 과도식각(overetch)을 수행한다. 따라서 게이트 절연막(140)은 게이트 전극(124)보다 0.2 내지 0.4㎛ 큰 폭을 갖고, 게이트 전극(124)과 유사한 형상을 갖는다.
다음 도 6d를 참조하면, 반도체(151)를 드러내는 개구부(185)를 가지도록 저항성 접촉 부재의 일부를 식각하고, 도전체를 저항성 접촉부재 상에 배치하여 소스전극(173) 및 드레인 전극(175)을 형성한다.
도전체는 알루미늄(aluminium; Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(tungsten; W), 구리(copper; Cu), 니켈(nickel; Ni), 크롬(chromium; Cr), 몰리브덴(molybdenum; Mo), 티타늄(titanium; Ti), 백금(platinum; Pt), 탄탈(tantalum; Ta) 등과 같은 저저항 불투명 도전물질을 사용할 수 있다. 또한, 도전체는 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO)와 같은 투명한 도전물질을 사용할 수 있으며, 상기 도전물질이 2가지 이상 적층된 다층구조로 형성할 수도 있다.
다음, 도 6e를 참조하면, 데이터 도전체(171, 175) 상에 제 1 보호막(180a)을 증착한다. 제1 보호막(180a)은 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 등으로 만들어질 수 있다.
제 1 보호막(180a) 상에 색 필터 및 공통전극(131)을 형성한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 제 1 기판(110) 상에 배치된 공통전극(131)은 면형일 수 있다.
단, 색 필터와 공통전극(131) 사이에 덮개막(80)을 형성할 수 있다.
공통전극(131) 상에 제 2 보호막(180b)을 형성하고 제 1 보호막(180a), 색필터(230), 덮개막(80), 및 제 2 보호막(180b)의 일부를 제거하여 드레인 전극(175)의 일부를 노출시킨다.
제 2 보호막(180b) 상에 화소 전극(191)을 형성한다. 복수개의 가지 전극을 갖는 화소 전극(191) 형성을 위하여, 먼저 제 2 보호막(180b) 상에 화소 전극(191) 재료를 전체 도포한 후, 화소 전극(191) 형성용 재료를 선택적으로 제거하여 복수개의 절개부를 형성할 수 있다.
화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
또한, 화소 전극(191)은 드러나 있는 드레인 전극(175)를 덮어, 드레인 전극(175)과 전기적으로 연결시킨다
제 1 기판(110)과 제 2 기판(210) 사이에 액정(3)을 개재하고, 제 1 기판(110)과 제 2 기판(210)을 합착하면 도 2에 도시된 액정표시 장치가 만들어진다.
제 2 기판(210)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진다.
제 2 기판(210)상에 복수개의 컬러필터가 배치될 수 있으며, 각각의 컬러필터는 적색, 녹색 및 청색 중 하나를 표시할 수 있으며, 다른 색을 표시할 수도 있다.
다음, 도 7a 내지 도 7e를 참고하여, 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치의 비표시부의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치의 비표시부의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
도 7a 를 참조하면, 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 된 제 1 기판(110) 상에 금속막(24), 무기 절연물(40)을 순차적으로 증착한다.
다음 도 7b를 참조하면, 제 1 기판 (110)상에 포토리소그래피공정을 통해 패드 전극 절연막(240)을 패터닝한다.
다음 도 7c를 참조하면, 패드 전극 절연막(240)을 식각 마스크로 하여 제 1 패드 전극(224)을 건식 또는 식각 공정 한다.
다음 도 7d를 참조하면, 패드 전극 절연막(240)상에 제 3 보호막(280)을 형성한다. 제 3 보호막(280)은 유기 절연막 또는 무기 절연막으로 형성된다. 또한, 제 1 패드 전극(224)의 일부를 노출시키는 접촉 구멍(290)을 형성하기 위해 절연막(240) 및 제 3 보호막(280)의 일부를 식각한다.
다음 도 7e를 참조하면, 접촉 구멍(290)을 통해 노출된 제 1 패드 전극(224)상에 제 2 패드 전극(273)을 중첩하여 배치하여, 제 1 패드 전극(224)과 연결시킨다.
이상에서 도면 및 실시예를 중심으로 본 발명을 설명하였다. 상기 설명된 도면과 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다
110: 제 1 기판, 124: 게이트 전극,
140: 게이트 절연막, 224: 제 1 패드 전극,
240: 패드 전극 절연막

Claims (15)

  1. 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 제 1 기판;
    상기 표시 영역에 배치되는 게이트선 및 게이트 전극;
    상기 게이트선과 연결되는 데이터선;
    상기 게이트선 및 상기 게이트 전극 상에 배치되는 게이트 절연막;
    상기 게이트 절연막 상에 배치되는 반도체층;
    상기 반도체층 상에 배치되는 드레인 전극 및 소스 전극;
    상기 드레인 전극 및 상기 소스 전극 상에 배치되는 제 1 보호막;
    상기 제 1 보호막 상에 배치되는 색필터;
    상기 제 1 보호막 상에 배치되는 공통 전극;
    상기 공통 전극 상에 배치되는 제 2 보호막; 및
    상기 제 2 보호막 상에 배치되는 화소 전극을 포함하며
    상기 게이트 절연막은 상기 게이트 전극과 유사한 형상을 갖고, 게이트 전극보다 큰 폭을 갖는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 드레인 전극 또는 상기 소스 전극은 상기 게이트 절연막의 단부와 접촉되는 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 드레인 전극 또는 상기 소스 전극은 상기 게이트 전극의 단부와 이격되는 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 게이트 절연막은 게이트 전극보다 0.2 ~ 4㎛ 더 큰 폭을 갖는 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 반도체층과 연결되는 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 복수의 절개부를 갖고,
    상기 공통 전극은 면 형태인 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 색필터와 상기 공통 전극 사이에 배치되는 덮개막을 더 포함하는 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판, 및
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 배치되는 액정층을 더 포함하는 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 반도체층은 아모포스 실리콘, 폴리 실리콘, 산화물 반도체로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 비표시 영역에 배치된 제 1 패드 전극;
    상기 제 1 패드 전극 상에 배치되며, 상기 제 1 패드 전극의 일부를 노출시키는 접촉구멍을 갖는 패드 전극 절연막;
    상기 패드 전극 절연막 상에 배치된 제 3 보호막;
    상기 제 1 패드 전극 및 제 3 보호막 상에 배치된 제 2 패드 전극; 및
    상기 패드 절연막은 상기 제 1 패드 전극과 유사한 형상을 갖고, 제 1 패드 전극보다 큰 폭을 갖는 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 패드 전극 절연막은 제 1 패드 전극보다 0.2 ~ 4㎛ 더 큰 폭을 갖는 표시 장치.
  12. 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 제 1 기판을 형성하는 단계;
    상기 표시 영역 상에 게이트선 및 게이트 전극을 형성하는 단계;
    상기 게이트 전극과 연결되는 데이터선을 형성하는 단계;
    상기 게이트선, 상기 게이트 전극 및 게이트 라인 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계;
    상기 게이트 절연막 상에 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 반도체층 상에 드레인 전극 및 소스 전극 형성하는 단계;
    상기 드레인 전극 및 상기 소스 전극 상에 제 1 보호막을 형성하는 단계;
    상기 제 1 보호막 상에 색필터를 형성하는 단계;
    상기 제 1 보호막 상에 공통 전극을 형성하는 단계;
    상기 공통 전극 상에 제 2 보호막을 형성하는 단계; 및
    상기 제 2 보호막 상에 화소 전극을 형성하는 단계; 를 포함하며
    상기 게이트 전극을 형성하는 단계는 상기 게이트 절연막을 마스크로 상기 게이트 전극을 식각하는 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 게이트 절연막은 게이트 전극보다 0.2 ~ 4㎛ 더 큰 폭을 갖는 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 비표시 영역에 배치된 제 1 패드 전극을 형성하는 단계;
    상기 제 1 패드 전극상에 패드 전극 절연막을 형성하는 단계;
    상기 패드 전극 절연막 상에 제 3 보호막을 형성하는 단계;
    상기 제 1 패드 전극을 노출시키기 위한 접촉 구멍을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 패드 전극 및 제 3 보호막 상에 제 2 패드 전극을 형성하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 제 1 패드 전극을 형성하는 단계는 상기 패드 전극 절연막을 마스크로 상기 제 1 패드 전극을 식각하는 표시 장치의 제조 방법.
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