KR20060058507A

KR20060058507A - 박막트랜지스터 기판과 그 제조방법

Info

Publication number: KR20060058507A
Application number: KR1020040097576A
Authority: KR
Inventors: 안병재; 김범준
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2006-05-30

Abstract

본발명은 박막트랜지스터 기판과 그 제조방법에 관한 것이다. 본발명에 따른 박막트랜지스터 기판은 기판소재 상에 형성되어 있는 게이트선과, 상기 게이트선과 교차 형성되어 있는 데이터선을 포함하며, 비표시영역에서 상기 게이트선과 어레이선을 통해 연결되어 있는 게이트 어레이 패드부와, 비표시영역에서 상기 데이터선과 쇼팅바를 통해 연결되어 있는 데이터 어레이 패드부와, 상기 쇼팅바와 상기 어레이선을 덮고 있는 보호막과, 상기 보호막을 제거하여 상기 어레이선을 드러낸 한쌍의 접촉구와, 상기 한쌍의 접촉구를 통해 드러난 상기 어레이선을 서로 연결하며 투명전극층으로 이루어진 브릿지와, 상기 어레이선과 상기 쇼팅바 사이에 위치하며, 상기 어레이선과 상기 쇼팅바 간의 전기적 연결을 차단하며 상기 보호막이 제거되어 있는 절단 패턴이 형성되어 있는 연결선을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여 박막트랜지스터 기판 제조 공정 중에 발생할 수 있는 정전기가 기판 상에 형성되어 있는 게이트 구동회로에 유입되는 문제가 개선된 박막트랜지스터 기판이 제공된다.

Description

박막트랜지스터 기판과 그 제조방법{TFT SUBSTRATE AND MAKING METHOD OF THE SAME}

도 1은 본발명의 제1실시예에 따른 박막트랜지스터 기판의 배치도이고,

도 2는 본발명의 제1실시예에 따른 박막트랜지스터 기판을 설명하기 위한 도면이고,

도 3은 도2의 Ⅲ-Ⅲ을 따른 단면도이고,

도 4a 내지 도 5b는 본발명의 제1실시예에 따른 박막트랜지스터 기판의 제조방법을 설명하기 위한 도면이고,

도 6은 본발명의 제2실시예에 따른 박막트랜지스터 기판을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *

21 : 게이트 어레이 패드 22 : 어레이선

23 : 데이터 어레이 패드 24 : 쇼팅바

25 : 연결선 51, 52 : 패드부 보호층

53 : 브릿지 61 내지 64 : 접촉구

71 : 절단 패턴 72 : 절단부

본 발명은, 박막트랜지스터 기판과 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기판 제조 공정 중에 발생할 수 있는 정전기가 기판 상에 형성된 게이트 구동회로에 유입되는 문제가 개선된 박막트랜지스터 기판과 그 제조방법에 관한 것이다.

액정표시장치는 박막트랜지스터가 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판과 컬러필터층이 형성되어 있는 컬러필터 기판, 그리고 이들 사이에 액정층이 위치하고 있는 액정패널을 포함한다. 액정패널은 비발광소자이기 때문에 박막트랜지스터 기판의 후면에는 빛을 조사하기 위한 백라이트 유닛이 위치할 수 있다. 백라이트 유닛에서 조사된 빛은 액정층의 배열상태에 따라 투과량이 조절된다.

이외에 액정패널의 각 화소를 구동하기 위한 구동회로가 마련되어 있다. 구동회로는 회로기판과, 회로기판로부터 구동신호를 받아 표시영역내의 데이터선과 게이트선에 전압을 인가하는 데이터 드라이버와 게이트 드라이버을 포함한다.

박막트랜지스터 기판의 제조 공정에는, 각 단계에서 제품의 불량여부를 검출하기 위한 다양한 검사가 요구된다. 이러한 검사는 어레이 테스트(array test), 비쥬얼 인스펙션(visual inspection, VI) 등으로 나누어진다. 이중 어레이 테스트는 박막트랜지스터 기판을 완성한 후 게이트선, 데이터선, 각 화소 사이의 쇼트나 오픈을 검출하기 위한 것이다. 이 테스트는 게이트선과 데이터선에 일정한 전압을 인가하여 저항 이미지를 관찰하는 것으로 이루어진다.

한편 구동회로 중 게이트 드라이브(게이트 구동칩)를 비정질 실리콘을 이용하여 기판에 집적하는 기술이 개발되어 있다. 이 기술에 의하면 게이트 구동칩 제거에 따른 원가절감 및 모듈 공정 단순화에 따른 수율 향상을 달성할 수 있다. 이 기술에 따를 경우 각 게이트선은 시프트 레지스터에 연결되어 있으며, 각 시프트 레지스터는 각종신호를 인가하는 게이트 어레이 패드부에 연결되어 있다.

시프트 레지스터가 형성되어 있는 박막트랜지스터 기판의 어레이 테스트는 게이트 어레이 패드부에 신호를 인가하여 진행된다. 특히 각 게이트 어레이 패드부에 원하는 신호를 인가할 경우 실제 패널을 구동할 경우와 같은 상태가 되어, 원하는 패턴을 형성/검사하여 검출력을 극대화 할 수 있다.

그러나 이 경우 박막트랜지스터 기판 제조 공정 중 정전기가 게이트 어레이 패드부에 인입될 경우 시프트 레지스터부가 직접 손상을 입게 되어 구동불량이 유발되는 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 기판 제조 공정 중에 발생할 수 있는 정전기가 기판상에 형성되어 있는 게이트 구동회로에 유입되는 문제가 개선된 박막트랜지스터 기판을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은, 기판 제조 공정 중에 발생할 수 있는 정전기가 기판상에 형성되어 있는 게이트 구동회로에 유입되는 문제가 개선된 박막트랜지스터 기판의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 기판소재 상에 형성되어 있는 게이트선과, 상기 게이트선과 교차 형성되어 있는 데이터선을 포함하는 박막트랜지스터 기판에 있어서, 비표시영역에서 상기 게이트선과 어레이선을 통해 연결되어 있는 게이트 어레이 패드부와, 비표시영역에서 상기 데이터선과 쇼팅바를 통해 연결되어 있는 데이터 어레이 패드부와, 상기 쇼팅바와 상기 어레이선을 덮고 있는 보호막과, 상기 보호막을 제거하여 상기 어레이선을 드러낸 한쌍의 접촉구와, 상기 한쌍의 접촉구를 통해 드러난 상기 어레이선을 서로 연결하며 투명전극층으로 이루어진 브릿지와, 상기 어레이선과 상기 쇼팅바 사이에 위치하며, 상기 어레이선과 상기 쇼팅바 간의 전기적 연결을 차단하며 상기 보호막이 제거되어 있는 절단 패턴이 형성되어 있는 연결선을 포함하는 것에 의하여 달성될 수 있다.

상기 브릿지의 하부에서 상기 어레이선은 연결되어 있지 않은 것이 바람직하다.

상기 브릿지는 상기 절단 패턴에 비해 표시영역에 가깝게 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 어레이선과 상기 쇼팅바는 같은 층인 것이 바람직하다.

상기 어레이선과 상기 게이트선 사이에 위치하며 상기 기판소재 상에 형성되어 있는 시프트-레지스터를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 게이트 어레이 패드는 복수인 것이 바람직하다.

상기 어레이선의 상부에 형성된 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막 상에서 상기 어레이선과 겹치며 도전물질로 이루어진 크로스부와, 상기 게이트 절연막 상 에 형성되며, 상기 크로스부와 상기 쇼팅바에 각각 전기적으로 연결되는 크로스선을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 크로스부와 상기 크로스선은 일체인 것이 바람직하다.

상기 본발명의 또다른 목적은 기판소재 상에 형성되어 있는 게이트선과, 상기 게이트선과 교차 형성되어 있는 데이터선을 포함하는 박막트랜지스터 기판을 제조하는 방법에 있어서, 게이트 어레이 패드와, 상기 게이트 어레이 패드와 상기 게이트선을 연결하며 절단부를 갖는 어레이선을 형성하는 단계와, 데이터 어레이 패드와, 상기 데이터 어레이 패드와 상기 데이터선을 연결하는 쇼팅바를 형성하는 단계와, 상기 어레이선과 상기 쇼팅바를 연결하는 연결선을 형성하는 단계와, 상기 어레이선과 상기 쇼팅바 상에 보호막을 형성하고 패터닝하여, 상기 절단부 양단의 상기 어레이선을 드러내는 한 쌍의 접촉구와, 상기 연결선을 드러내는 절단구를 형성하는 단계와, 투명전극층을 형성하고 패터닝하여, 상기 한 쌍의 접촉구를 서로 연결하는 브릿지를 형성하고, 상기 절단구를 통해 드러난 상기 연결선을 제거하는 단계를 포함하는 것에 의하여 달성될 수 있다.

상기 어레이선과 상기 쇼팅바와 상기 연결선은 상기 게이트선과 동일한 층으로 동시에 형성되는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본발명을 더욱 상세히 설명하겠다.

도 1은 본발명의 제1실시예에 따른 박막트랜지스터 기판(1)의 배치도이다.

수평방향으로 연장되어 있는 게이트선(111)은 각각 박막트랜지스터 기판(1) 상에 형성되어 있는 시프트 레지스터(121)에 연결되어 있다. 이 시프트 레지스터(121)는 또한 게이트 패드 어레이(131, 141, 151)로부터 어레이선(132, 142, 152)을 통해 구동신호를 전달 받아 게이트 드라이버의 역할을 한다. 전달 받는 구동신호로는 게이트 온 전압인 제1클락신호(CKV), 제 1클락신호와 반대 위상을 가지고 있는 제2클락신호(CKVB), 스캔개시신호(STV), 게이트 오프 전압(Voff) 등이다.

첫번째 시프트 레지스터(121)는 스캔개시신호와 클락신호에 동기되어 게이트 온 전압의 출력을 시작하고 두번째 시프트 레지스터(121)부터는 전단 시프트 레지스터(121)의 출력전압과 클락신호에 동기되어 게이트 온 전압의 출력을 시작한다. 각 시프트 레지스터(121)의 게이트 온 전압 출력의 종료는 후단 시프트 레지스터(121)의 출력 시작 시점과 밀접한 관계가 있다.

게이트 패드 어레이(131, 141, 151)에 인접하게 형성된 공통전압 패드부(161)는 공통전압선(162)을 통해 각 화소에 공통전압을 공급한다.

게이트선(111)과 직교하면서 화소를 형성하는 데이터선(171)은 비표시영역에서 데이터 패드부(172)와 연결된다. 데이터 패드부(172)는 데이터 구동칩(도시하지 않음) 등과 연결되어 데이터 구동신호를 데이터선(171)에 전달하게 된다. 데이터 패드부(172) 상부에는 게이트선(111)과 평행하게 배치된 쇼팅바(182)가 위치하고 있으며, 쇼팅바(182)는 데이터 어레이 패드부(181)에 연결되어 있다. 여기서 데이터 패드부(182)에서 연장된 데이터선(171)은 데이터 쇼팅바(182)에 브릿지(191)를 통해 연결되어 있다. 브릿지(191)는 통상 투명전극층으로 마련된다.

브릿지(191)는 절단되어 있는 배선간을 연결하거나, 다른 층간에 형성된 배선 간을 연결하는 역할을 한다. 브릿지(191)의 투명전극층은 연결하고자 하는 양쪽 배선에 형성된 접촉구를 통해 양쪽 배선을 상호 전기적으로 연결한다.

이와 같은 구성에서 게이트 어레이 패드부(131, 141, 151)와 데이터 어레이 패드부(181)에 신호를 인가하여 어레이 테스트를 수행할 수 있다.

여기서 각 어레이선(132, 142, 152)과 쇼팅바(182)는 서로를 향해 연장된 부분을 차단하고 있는 절단패턴(A)을 가지고 있다. 또한 각 어레이선(132, 142, 152)은 시프트 레지스터(121)와의 사이에 각각의 브릿지(191a)를 가지고 있다. 즉 각 어레이선(132, 142, 152)은 단일 금속층으로 연결되어 있지 않고 중간에 절단부가 형성되어 있는 것이다.

절단패턴(A)과 브릿지(191a)는 박막트랜지스터 기판(1) 제조 과정에서 발생하는 정전기가 시프트 레지스터(121)에 유입되지 않도록 하기 위해 마련된 것이다. 구체적으로는 보호막이 형성되기 전까지 절단패턴(A)은 형성되어 있지 않아 어레이선(132, 142, 152)과 쇼팅바(182)는 서로 연결되어 있으며, 브릿지(191a) 역시 형성되어 있지 않아 게이트 어레이 패드부(131, 141, 142)는 시프트 레지스터(121)에 연결되어 있지 않다. 이에 의해 보호막 형성 전까지 발생하는 정전기는 시프트 레지스터(121)에 유입되지 않고 쇼팅바(182)로 분산된다. 한편 보호막 형성 후에 절단패턴(A)과 브릿지(191a)를 형성하여 어레이선(132, 142, 152)과 쇼팅바(182)를 분리하고 게이트 어레이 패드부(131, 141, 151)와 시프트 레지스터(121)를 상호 연결하면 어레이 테스트가 가능해진다. 보호막 형성 후에는 정전기 발생이 크게 문제되지 않는다.

이하에서는 본발명의 제1실시예에 따른 박막트랜지스터 기판(1)을 도 2와 도3을 참조하여 본발명을 상세히 설명한다. 도 2와 도 3에서는 설명의 편의를 위해 단일의 게이트 어레이 패드부(21)만을 나타내었다.

기판소재(11)상에 동일한 물질로 되어 있는 게이트 배선(21, 22, 23, 24, 25)이 형성되어 있다. 게이트 배선(21, 22, 23, 24, 25)은 CKV, CKVB, STV, Voff 등의 구동신호를 전달하며 어레이 테스트시 게이트 테스트 신호가 인가되는 게이트 어레이 패드부(21), 게이트 어레이 패드부(21)와 시프트 레지스터를 연결하는 어레이선(22), 어레이 테스트시 데이터 테스트 신호가 인가되는 데이터 어레이 패드부(23), 데이터 어레이 패드부(23)와 데이터선을 연결하는 쇼팅바(24), 어레이선(22)과 쇼팅바(24)로부터 서로를 향해 연장되어 있으며 중간에 절단패턴(71)이 형성되어 있는 연결선(25)을 포함한다.

게이트 배선(21, 22, 23, 24, 25)상에는 게이트 절연막(31)과 보호막(41)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(31)과 보호막(41)에는 접촉구(61, 62, 63, 64)와 절단패턴(71)이 형성되어 있다. 접촉구(61)은 게이트 어레이 패드부(21)를, 접촉구(62)는 데이터 어레이 패드부(23)를, 접촉구(63, 64)는 각각 절단부(72) 양단의 어레이선(22)을 노출시키고 있다. 한편 절단패턴(71)은 연결선(25)의 전기적 연결을 차단하고 있는데, 배선물질 뿐 아니라 게이트 절연막(31)과 보호막(41)도 제거되어 있다.

각 접촉구(61, 62, 63, 64)의 상부에는 투명전극층(51, 52, 53)이 형성되어 있다. 투명전극층(51, 52, 53)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 등의 투명전도물질로 이루어져 있으며, 접촉구(61, 62)상에 각각 형성되어 있는 패드부 보호층(51, 52)과 접촉구(63, 64) 및 절단부(72)상에 형성되어 있는 브릿지(53)를 포함한다. 브릿지(53)는 절단되어 있는 어레이선(22)을 전기적으로 연결하는 역할을 한다.

이하에서는 본발명의 제1실시예에 따른 박막트랜지스터 기판(1)을 제조하는 방법에 대해 설명한다. 도 4a 내지 도 5b는 본발명의 제1실시예에 따른 박막트랜지스터 기판(1)의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 4b와 도 5b는 각각 도 4a와 도 5a의 Ⅳb-Ⅳb와 Ⅴb-Ⅴb를 따른 단면도이다.

먼저 도 4a와 도 4b에서와 같이 기판소재(11) 상에 게이트 배선 물질을 증착하고 패터닝하여 게이트 배선(21, 22, 23, 24, 25)을 형성한다. 즉 게이트 어레이 패드부(21)와 데이터 어레이 패드부(23)가 동일한 층으로 형성되며, 또한 어레이선(22)과 쇼팅바(24) 그리고 연결선(25)도 동일한 층으로 형성된다. 이 단계에서 연결선(25)에는 절단패턴(71)이 형성되어 있지 않은 반면, 어레이선(22)에는 절단부(72)가 형성되어 있다. 따라서 이 상태에서 게이트 어레이 패드부(21)에 유입된 정전기는 시프트 레지스터에 유입되지 않고 쇼팅바(24)로 분산된다.

다음 도 5a와 도 5b와 같이 게이트 절연막(31)과 보호막(41)을 증착하고 패터닝하여 접촉구(61, 62, 63, 64)와 절단구(73)를 형성한다. 접촉구(61)는 게이트 어레이 패드부(21)를, 접촉구(62)는 데이터 어레이 패드부(23)를, 접촉구(63, 64)는 각각 절단부(72) 양단의 어레이선(22)을 노출시키고 있다. 한편 절단구(73)는 연결선(25)을 노출시키고 있다. 이 상태까지 게이트 어레이 패드부(21)에 유입된 정전 기는 시프트 레지스터에 유입되지 않고 쇼팅바(24)로 분산된다. 한편 보호막(41)의 형성으로 정전기 발생으로 인한 불량발생 가능성은 감소한다.

다음으로 투명전극층(51, 52, 53)을 형성하고 절단구(73)를 통해 노출되어 있는 연결선(25)를 제거하면 도 2 및 도 3과 같은 액정표시장치가 완성된다. 투명전극층(51, 52, 53)의 형성은 투명전극물질의 증착과 패터닝으로 이루어지는데, 패터닝과정에서 습식식각이 행해진다. 습식식각 과정에서 절단구(73)를 통해 노출되어 있는 연결선(25)을 제거하여 절단패턴(71)을 형성한다. 이에 의해 게이트 어레이 패드부(21)는 시프트 레지스터에 연결되고, 어레이선(22)과 쇼팅바(24)간의 연결은 끊어진다. 따라서 게이트 어레이 패드부(21)와 데이터 어레이 패드부(23)를 통한 어레이 테스트가 가능해진다.

위 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어 데이터 어레이 패드부(23)와 쇼팅바(24)는 게이트 배선과 다른 층으로 마련될 수 있으며, 복수로 마련될 수도 있다.

비록 도 2 내지 도 5b에서는 설명의 편의를 위해 단일의 게이트 어레이 패드부(21)에 대하여만 나타내었으나, 게이트 어레이 패드부(21)가 복수인 경우에도 적용될 수 있다.

도 6은 본발명의 제2실시예에 따른 박막트랜지스터 기판(1)을 설명하기 위한 도면이다. 제1실시예와 다른 부분을 설명하면 다음과 같다.

어레이선(22)의 상부에는 다수의 도전성 배선이 어레이선(22)의 연장방향과 수직방향으로 형성되어 있는 크로스부(82)가 형성되어 있다. 어레이선(22)과 크로 스부(82)는 서로 다른 층으로 형성되어 있어 직접 연결되어 있지는 않다. 크로스부(82)는 크로스선(81)에 연결되어 있으며, 크로스선(81)은 쇼팅바(24)에 연결되어 있다. 구체적으로는 서로 인접한 쇼팅바(24)와 크로스선(65)에 각각 접촉구(65, 66)가 형성되어 있으며, 이들 접촉구(65, 66)를 연결하는 브릿지(54)에 의해 크로스선(81)은 쇼팅바(24)에 연결되어 있다.

크로스선(81)과 크로스부(82)는 투명전극층(51, 52, 53, 54) 형성 후 발생하는 정전기가 시프트 레지스터로 인입되는 것을 방지한다.

이상 설명한 바와 같이, 본발명에 따르면 기판 제조 공정 중에 발생할 수 있는 정전기가 게이트 구동회로에 유입되는 문제가 개선된 박막트랜지스터 기판이 제공된다.

Claims

기판소재 상에 형성되어 있는 게이트선과, 상기 게이트선과 교차 형성되어 있는 데이터선을 포함하는 박막트랜지스터 기판에 있어서,

비표시영역에서 상기 게이트선과 어레이선을 통해 연결되어 있는 게이트 어레이 패드부와;

비표시영역에서 상기 데이터선과 쇼팅바를 통해 연결되어 있는 데이터 어레이 패드부와;

상기 쇼팅바와 상기 어레이선을 덮고 있는 보호막과;

상기 보호막을 제거하여 상기 어레이선을 드러낸 한쌍의 접촉구와;

상기 한쌍의 접촉구를 통해 드러난 상기 어레이선을 서로 연결하며 투명전극층으로 이루어진 브릿지와;

상기 어레이선과 상기 쇼팅바 사이에 위치하며, 상기 어레이선과 상기 쇼팅바선간의 전기적 연결을 차단하며 상기 보호막이 제거되어 있는 절단 패턴이 형성되어 있는 연결선을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
제 1항에 있어서,

상기 브릿지의 하부에서 상기 어레이선은 연결되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
제 1항에 있어서,

상기 브릿지는 상기 절단 패턴에 비해 표시영역에 가깝게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
제 1항에 있어서,

상기 어레이선과 상기 쇼팅바는 같은 층인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
제 1항에 있어서,

상기 어레이선과 상기 게이트선 사이에 위치하며 상기 기판소재 상에 형성되어 있는 시프트-레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
제 1항에 있어서,

상기 게이트 어레이 패드부는 복수인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
제 1항에 있어서,

상기 어레이선 상에 형성된 게이트 절연막과;

상기 게이트 절연막 상에서 상기 어레이선과 겹치며 도전물질로 이루어진 크로스부와;

상기 게이트 절연막 상에 형성되며, 상기 크로스부와 상기 쇼팅바에 각각 전기적으로 연결되는 크로스선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
제 7항에 있어서,

상기 크로스부와 상기 크로스선은 일체인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판.
기판소재 상에 형성되어 있는 게이트선과, 상기 게이트선과 교차 형성되어 있는 데이터선을 포함하는 박막트랜지스터 기판를 제조하는 방법에 있어서

게이트 어레이 패드와, 상기 게이트 어레이 패드와 상기 게이트선을 연결하며 절단부를 갖는 어레이선을 형성하는 단계와;

데이터 어레이 패드와, 상기 데이터 어레이 패드와 상기 데이터선을 연결하는 쇼팅바를 형성하는 단계와;

상기 어레이선과 상기 쇼팅바를 연결하는 연결선을 형성하는 단계와;

상기 어레이선과 상기 쇼팅바 상에 보호막을 형성하고 패터닝하여, 상기 절단부 양단의 상기 어레이선을 드러내는 한 쌍의 접촉구와, 상기 연결선을 드러내는 절단구를 형성하는 단계와;

투명전극층을 형성하고 패터닝하여, 상기 한 쌍의 접촉구를 서로 연결하는 브릿지를 형성하고, 상기 절단구를 통해 드러난 상기 연결선을 제거하는 단계를 포함 하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판의 제조방법.
제 9항에 있어서,

상기 어레이선과 상기 쇼팅바와 상기 연결선은 상기 게이트선과 동일한 층으로 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 기판의 제조방법.