KR20050038133A - 박막 트랜지스터 표시판 - Google Patents

박막 트랜지스터 표시판 Download PDF

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KR20050038133A
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Abstract

본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 표시 영역과 그 주변 영역을 가지는 절연 기판, 절연 기판 위에 형성되어 있는 복수개의 게이트선, 게이트선과 서로 교차하여 표시 영역을 정의하는 복수개의 데이터선, 표시 영역에서 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 복수개의 박막 트랜지스터, 주변 영역에 형성되어 있으며 데이터선과 연결되어 있으며 외부 회로와 연결되어 화상 신호를 데이터선에 전달하는 신호 연결선, 신호 연결선 위에 형성되어 있는 절연막, 절연막 위의 신호 연결선과 중첩하는 위치에 형성되어 있는 데이터 패드, 데이터 패드 위에 형성되어 있는 층간 절연막 및 층간 절연막 위에 형성되어 있으며 신호 연결선과 연결되어 있는 데이터선 접촉 보조 부재를 포함하고, 주변 영역은 복수개의 신호 연결선이 부채살처럼 그룹별로 한 곳으로 모여 서로 간의 간격이 좁아지는 팬 아웃 영역과 다시 실질적인 평행 상태가 되는 데이터 패드 영역으로 구분되고, 신호 연결선 및 데이터선 접촉 보조 부재는 팬 아웃 영역과 데이터 패드 영역에 걸쳐 형성되어 있으며, 신호 연결선과 데이터 접촉 보조 부재는 데이터 패드 영역 및 팬 아웃 영역에서 각각 연결되어 있다.

Description

박막 트랜지스터 표시판{Thin film transistor array panels}
본 발명은 박막 트랜지스터 표시판에 관한 것이다. 본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로 특히 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판에 관한 것이다.
박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT) 표시판은 액정 표시 장치나 유기 EL(Electro Luminescence) 표시 장치 등에서 각 화소를 독립적으로 구동하기 위한 회로 기판으로써 사용된다.
박막 트랜지스터 표시판은 주사 신호를 전달하는 주사 신호선 또는 게이트선과 화상 신호를 전달하는 화상 신호선 또는 데이터선이 형성되어 있고, 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극, 게이트선을 덮어 절연하는 게이트 절연막 및 박막 트랜지스터와 데이터선을 덮어 절연하는 층간 절연막 등으로 이루어져 있다.
이러한 게이트선 및 데이터선은 이들과 연결되어 있는 구동 집적 회로에 의해 제어된다.
구동 집적 회로는 TCP(tape carrier package) 방법과 COG(chip on glass) 방법으로 부착할 수 있다. TCP 방법은 구동 집적 회로가 부착된 테이프를 박막 트랜지스터 표시판에 별도로 부착하는 방법이고, COG 방법은 박막 트랜지스터 표시판의 절연 기판 위에 직접 구동 집적 회로를 부착하는 방법이다. 종래에는 TCP방법을 주로 이용하였으나 현재는 집적 회로가 차지하는 면적의 축소와 비용 감면에 따른 이유 등으로 COG 방법을 주로 이용한다.
그리고 COG 방법을 주로 이용할 경우, 구동 집적 회로에 인가되는 신호는 별도의 PCB(printed circuit board)에 회로를 형성한 후, FPC 필름을 이용하여 연결한다. 이때, 구동 집적 회로와 FPC 필름은 각각에 형성되어 있는 패드와 접합되는데 패드는 구동 집적 회로와 인접한 곳에만 형성되어 있다.
그러나, 이러한 박막 트랜지스터 표시판에서, 표시 영역 외부에 위치하는 배선 부분(이하 팬-아웃(fan-out) 영역이라 함) 및 데이터 패드를 포함하는 데이터 패드부는 데이터 패드 제조 공정 중 표시 영역 내부의 화소 전극을 이루는 ITO 금속막 패턴 공정 시 사용되는 ITO 에천트의 침투에 의하여 데이터 패드 또는 팬 아웃 영역의 배선이 부식되어 배선 오픈이 발생한다. 이에 따라, 액정 패널에 영상 신호가 제대로 입력되지 못하게 되어, 결과적으로는 액정 패널의 구동이 제대로 이루어지지 못하게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 데이터 패드가 손상되더라도 팬-아웃 영역의 신호 연결선을 이용하여 영상 신호를 액정 패널에 입력할 수 있는 박막 트랜지스터 표시판을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는 다음과 같은 박막 트랜지스터 표시판을 마련한다.
보다 상세하게는 표시 영역과 그 주변 영역을 가지는 절연 기판, 절연 기판 위에 형성되어 있는 복수개의 게이트선, 게이트선과 서로 교차하여 표시 영역을 정의하는 복수개의 데이터선, 표시 영역에서 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 복수개의 박막 트랜지스터, 주변 영역에 형성되어 있으며 데이터선과 연결되어 있으며 외부 회로와 연결되어 화상 신호를 데이터선에 전달하는 신호 연결선, 신호 연결선 위에 형성되어 있는 절연막, 절연막 위의 신호 연결선과 중첩하는 위치에 형성되어 있는 데이터 패드, 데이터 패드 위에 형성되어 있는 층간 절연막 및 층간 절연막 위에 형성되어 있으며 신호 연결선과 연결되어 있는 데이터선 접촉 보조 부재를 포함하고, 주변 영역은 복수개의 신호 연결선이 부채살처럼 그룹별로 한 곳으로 모여 서로 간의 간격이 좁아지는 팬 아웃 영역과 다시 실질적인 평행 상태가 되는 데이터 패드 영역으로 구분되고, 신호 연결선 및 데이터선 접촉 보조 부재는 팬 아웃 영역과 데이터 패드 영역에 걸쳐 형성되어 있으며, 신호 연결선과 데이터 접촉 보조 부재는 데이터 패드 영역 및 팬 아웃 영역에서 각각 연결되어 있는 박막 트랜지스터 표시판을 마련한다.
여기서 데이터선 접촉 보조 부재는 ITO 또는 IZO로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 신호 연결선은 게이트선용 도전막으로 형성하는 것이 바람직하다.
또한 데이터 패드는 상부 데이터 패드와 하부 데이터 패드를 가지는 이중 데이터 패드로 형성하는 것이 바람직하다.
또한 상부 데이터 패드 및 하부 데이터 패드는 데이터 패드 영역의 상부에 위치하며, 하부 데이터 패드는 팬 아웃 영역 상부까지 연장하여 형성하는 것이 바람직하다.
또한주변 영역에 위치하며, 상기 게이트선과 전기적으로 연결되어 상기 게이트선에 게이트 구동 신호를 전달하는 게이트 패드를 더 포함할 수 있다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
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.
그러면 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 개략적인 배치도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 가로 방향으로 뻗어 있는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 세로 방향으로 뻗어 있는 복수의 데이터선(D1-Dm)의 교차에 의해 한정되는 복수의 화소 영역이 모여 화상을 표시하는 표시 영역(D)과 표시 영역(D)을 제외한 주변 영역(E)으로 구분된다.
표시 영역(D)의 각 화소 영역에는 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-Dm)과 연결되어 있는 박막 트랜지스터(도시하지 않음) 및 박막 트랜지스터(도시하지 않음)를 통하여 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-Dm)과 전기적으로 연결되어 있는 화소(pixel) 전극(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 또한 서로 이웃하는 게이트선(G1-Gn) 사이에는 유지 전극선(도시하지 않음)을 형성할 수 있으며, 이는 화소 전극과 중첩하여 유지 축전기를 형성하기 위한 것이며, 이웃하는 화소 행의 게이트선(G1-Gn)과 화소 전극을 중첩시켜 유지 용량을 형성하는 경우에는 생략될 수 있다.
그리고 주변 영역(E)은 게이트 패드 영역과 데이터 패드 영역 및 팬 아웃(fan out) 영역으로 구분되어 있다.
주변 영역(E)의 좌측 가장자리의 일부분에는 게이트선(G1-Gn)에 게이트 구동 신호를 인가하기 위한 게이트 패드(129)를 구비하는 게이트 패드 영역과 위쪽 가장자리의 일부분에는 데이터선(D1-Dm)에 데이터 구동 신호를 인가하기 위한 데이터 패드(179)를 구비하는 데이터 패드 영역이 형성되어 있다.
또한, 게이트선(G1-Gn)과 데이터선(D1-Dm)은 표시 영역(D) 내에서 각각 실질적으로 평행한 상태를 유지하지만, 주변 영역(E)에는 부채살처럼 그룹별로 한 곳으로 모여 서로 간의 간격이 좁아지고 다시 실질적인 평행 상태가 되는데, 이 영역을 팬 아웃 영역이라 한다.
데이터선(D1-Dm) 들은 수개가 하나의 그룹으로 묶여 트랜스미션 게이트(50)에 연결되고, 각 트랜스미션 게이트(50)는 데이터 구동 칩과 연결되는 패드와 연결되어 있다. 트랜스미션 게이트(50)는 하나의 패드를 통하여 입력되는 신호를 트랜스미션 게이트(50)에 연결되어 있는 복수의 데이터선에 번갈아 전달하는 역할을 한다.
도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 일 화소에 대한 배치도이고, 도 3은 도 2의 박막 트랜지스터 표시판을 III-III' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 일 화소는 투명한 절연 기판(110) 위에 산화 규소 또는 질화 규소로 이루어진 차단층(111)이 형성되어 있고, 차단층(111) 위에 소스 영역(153), 드레인 영역(155), 채널 영역(154) 및 저농도 도핑 영역(152)이 포함된 다결정 규소층(150)이 형성되어 있다.
다결정 규소층(150)을 포함하는 기판(110) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
그리고 게이트 절연막(140) 위에는 일 방향으로 긴 게이트선(121)이 형성되어 있고, 게이트선(121)의 일부가 연장되어 다결정 규소층(150)의 채널 영역(154) 및 저농도 도핑 영역(152)과 중첩되어 있으며, 중첩되는 게이트선(121)의 일부분은 박막 트랜지스터의 게이트 전극(124)으로 사용된다.
또한, 화소의 유지 용량을 증가시키기 위한 유지 전극선(131)이 게이트선(121)과 평행하며, 동일한 물질로 동일한 층에 형성되어 있다. 다결정 규소층(150)과 중첩하는 유지 전극선(131)의 일 부분은 유지 전극(133)이 되며, 유지 전극(133)과 중첩하는 다결정 규소층(150)은 유지 전극 영역(157)이 된다. 게이트선(121)의 한쪽 끝부분은 외부 회로와 연결하기 위해서 게이트선(121) 폭보다 넓게 형성(도시하지 않음)할 수 있다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131)이 형성되어 있는 게이트 절연막(140) 위에 제1 층간 절연막(601)이 형성되어 있다. 제1 층간 절연막(601)은 소스 영역(153)과 드레인 영역(155)을 각각 노출하는 제1 및 제2 접촉구(141, 142)를 포함하고 있다.
제1 층간 절연막(601) 위에 게이트선(121)과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선(171)이 형성되어 있다. 데이터선(171)의 일부분 또는 분지형 부분은 제1 접촉구(141)를 통해 소스 영역(153)과 연결되어 있으며 소스 영역(153)과 연결되어 있는 부분은 박막 트랜지스터의 소스 전극(173)으로 사용된다. 데이터선(171)의 한쪽 끝부분은 외부 회로와 연결하기 위해서 데이터선(171) 폭보다 넓게 형성(도시하지 않음)할 수 있다.
그리고 데이터선(171)과 동일한 층에는 소스 전극(173)과 일정거리 떨어져 형성되어 있으며 제2 접촉구(142)를 통해 드레인 영역(155)과 연결되어 있는 드레인 전극(175)이 형성되어 있다.
드레인 전극(175) 및 데이터선(171)을 포함하는 제1 층간 절연막(601) 위에 제2 층간 절연막(602)이 형성되어 있다. 제2 층간 절연막(602)은 드레인 전극(173)을 노출하는 제3 접촉구(143)를 가진다.
제2 층간 절연막(602) 위에는 제3 접촉구(143)를 통해 드레인 전극(175)과 연결되어 있는 화소 전극(190)이 형성되어 있다.
다음은 주변 영역(E)에 형성되어 있는 데이터 패드부(A, 도 1 참조)에 대해서 도 4 및 도 5를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 데이터 패드부를 설명하기 위해 도 1의 일부분을 확대 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 V-V' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 데이터 패드부(A)는 데이터선(D1-Dm)에 데이터 구동 신호를 인가하기 위한 데이터 패드(179) 및 데이터 패드(179)에 연결되어 있는 제1 신호 연결선(40)이 형성되어 있는 데이터 패드 영역과 데이터 구동 신호를 데이터선(D1-Dm)에 전달하는 제2 신호 연결선(44)이 부채살처럼 그룹별로 한 곳으로 모여 서로 간의 간격이 좁아지고 다시 실질적인 평행 상태가 되는 팬 아웃 영역으로 구분되어 있다.
절연 기판(110) 위에는 게이트용 도전막으로 이루어진 제1 신호 연결선(40) 및 제2 신호 연결선(44)이 형성되어 있다. 제1 신호 연결선(40)은 데이터 패드 영역에 위치하며 제2 신호 연결선(44)은 팬 아웃 영역에 위치한다. 또한 제1 신호 연결선(40)과 제2 신호 연결선(44)의 한쪽 끝부분이 연결되어 있으며 제1 신호 연결선(40)이 제2 신호 연결선(44) 보다 넓은 폭을 가진다.
제1 및 제2 신호 연결선(40, 44) 위에는 질화규소(SiNx) 따위로 이루어진 투명한 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 데이터선용 도전막으로 이루어진 데이터 패드(179)가 형성되어 있다. 여기서 데이터 패드(179)는 제1 데이터 패드(179p)와, 제1 데이터 패드(179p) 위에 형성되어 있으며 그보다 작은 폭을 가지는 제2 데이터 패드(179q)로 이루어진다. 이때 데이터 패드(179)의 제2 데이터 패드(179q)는 데이터 패드 영역의 상부에 위치하며, 제1 데이터 패드(179p)는 데이터 패드 영역을 걸쳐 팬 아웃 영역의 상부까지 연장되어 있다. 또한, 데이터 패드 영역의 데이터 패드(179)는 제1 신호 연결선(40)의 일부분을 드러내는 복수개의 접촉구(183, 184, 185)를 가지며, 팬 아웃 영역의 상부까지 연장되어 있는 데이터 패드(179)의 제1 데이터 패드(179p)는 제2 신호 연결선(44)의 일부분을 드러내는 복수개의 접촉구(186, 187, 188)를 가진다.
데이터 패드(179) 위에는 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질, 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질, 또는 무기 물질인 질화 규소 따위로 이루어지진 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 이때, 보호막(180)에는 데이터 패드 영역에 형성되어 있는 접촉구(183, 184, 185) 보다 작은 폭을 가지며 제1 신호 연결선을 드러내는 접촉구(183', 184, 185) 및 팬 아웃 영역에 형성되어 있는 접촉구(186, 187, 188) 보다 작은 폭을 가지며 제2 신호 연결선을 드러내는 접촉구(186', 187, 188)가 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 따위의 투명 도전 물질로 이루어진 데이터 접촉 보조 부재(82)가 형성되어 있다.
접촉 보조 부재(82)는 접촉구(183', 184, 185, 186, 187 188)를 통하여 신호 연결선(40, 44)의 일부에 연결되어 있으며, 이들은 데이터 신호 패드(179)와 외부 회로(도시하지 않음)와의 접착성을 보완하고 데이터 신호 패드(179)를 보호하는 역할을 한다. 이에 따라 외부 회로로부터 인가되는 데이터 구동 신호가 데이터 패드 영역의 접촉구(183, 184, 185)를 통하여 제1 신호 연결선(40)에 인가되지 못하더라도 팬 아웃 영역의 접촉구(186, 187, 188)를 통하여 제2 신호 연결선(44)에 인가할 수 있어 데이터 구동 신호를 데이터선(171)에 전달하게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 데이터 패드 영역의 상부에 형성되어 있는 데이터 패드의 하부 패드를 팬 아웃 영역 상부까지 연장시킴으로써 접촉 보조 부재 형성 시에 사용되는 식각제에 의해 데이터 패드 아래에 형성되어 있는 신호 연결선의 부식을 방지 할 수 있다.
또한 신호 연결선과 데이터 접촉 보조 부재를 팬 아웃 영역에서 다시 한번 전기적으로 연결할 수 있어서 외부 회로와 신호 연결선의 연결을 공고히 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 개략적인 배치도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 일 화소에 대한 배치도이고,
도 3은 도 2의 박막 트랜지스터 표시판을 III-III' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 데이터 패드부를 설명하기 위해 도 1의 일부분을 확대 도시한 도면이고,
도 5는 도 4의 V-V' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

Claims (6)

  1. 표시 영역과 그 주변 영역을 가지는 절연 기판,
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 복수개의 게이트선,
    상기 게이트선과 서로 교차하여 상기 표시 영역을 정의하는 복수개의 데이터선,
    상기 표시 영역에서 게이트선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 복수개의 박막 트랜지스터,
    상기 주변 영역에 형성되어 있으며 상기 데이터선과 연결되어 있으며 외부 회로와 연결되어 화상 신호를 상기 데이터선에 전달하는 신호 연결선,
    상기 신호 연결선 위에 형성되어 있는 절연막,
    상기 절연막 위의 상기 신호 연결선과 중첩하는 위치에 형성되어 있는 데이터 패드,
    상기 데이터 패드 위에 형성되어 있는 층간 절연막 및
    상기 층간 절연막 위에 형성되어 있으며 신호 연결선과 연결되어 있는 데이터선 접촉 보조 부재
    를 포함하고, 상기 주변 영역은 상기 복수개의 신호 연결선이 부채살처럼 그룹별로 한 곳으로 모여 서로 간의 간격이 좁아지는 팬 아웃 영역과 다시 실질적인 평행 상태가 되는 데이터 패드 영역으로 구분되고,
    상기 신호 연결선 및 상기 데이터선 접촉 보조 부재는 상기 팬 아웃 영역과 상기 데이터 패드 영역에 걸쳐 형성되어 있으며, 상기 신호 연결선과 상기 데이터 접촉 보조 부재는 상기 데이터 패드 영역 및 상기 팬 아웃 영역에서 각각 연결되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  2. 제1항에서,
    상기 데이터선 접촉 보조 부재는 ITO 또는 IZO로 이루어져 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  3. 제1항에서,
    상기 데이터 패드는 상부 데이터 패드와 하부 데이터 패드를 가지는 이중 데이터 패드로 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  4. 제3항에서,
    상기 상부 데이터 패드 및 하부 데이터 패드는 상기 데이터 패드 영역의 상부에 위치하며, 상기 하부 데이터 패드는 상기 팬 아웃 영역 상부까지 연장되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  5. 제1항에서,
    상기 신호 연결선은 게이트선용 도전막으로 이루어져 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  6. 제1항에서,
    상기 주변 영역에 위치하며, 상기 게이트선과 전기적으로 연결되어 있으며, 외부 회로와 연결되어 상기 게이트선에 게이트 구동 신호를 전달하는 게이트 패드를 더 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
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KR100831306B1 (ko) * 2004-03-17 2008-05-22 엘지디스플레이 주식회사 액정표시소자
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