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KR100482458B1 - 박막트랜지스터액정표시소자및그제조방법 - Google Patents

박막트랜지스터액정표시소자및그제조방법 Download PDF

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KR100482458B1
KR100482458B1 KR1019970066715A KR19970066715A KR100482458B1 KR 100482458 B1 KR100482458 B1 KR 100482458B1 KR 1019970066715 A KR1019970066715 A KR 1019970066715A KR 19970066715 A KR19970066715 A KR 19970066715A KR 100482458 B1 KR100482458 B1 KR 100482458B1
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Abstract

본 발명은 신호 배선 전극을 통한 전기 신호가 화소 전극에 영향을 주지않게 함으로써 크로스-토크를 감소시킬 수 있는 IPS모드TFT-LCD 및 그의 제조 방법 에 관한 것이다. 본 발명의 IPS모드TFT-LCD는 투명 기판상에 형성된 게이트 전극과,상기 게이트 전극과 동일층으로 형성된 화소 전극과, 상기 게이트 전극과 평행하게 동일층에 형성된 제1 공통 전극과, 상기 전극들을 씌우면서 상기 기판상에 형성된 게이트 절연막과, 상기 제1 공통 전극과 수직하게 상기 게이트 절연막의 상부에 형성된 신호 전극과, 상기 신호 전극과 평행하게 동일층에서 형성되어 있으며, 상기 화소 전극 및 제1공통 전극과 콘택되면서 형성되어 있는 제2 공통 전극을 구비하여 이루어진다.

Description

박막트렌지스터 액정 표시 소자 및 그 제조방법
본 발명은 액정 표시 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아이피에스 모드 박막 트렌지스터 액정 표시 소자(IPS Mode TFT-LCD) 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액티브 액정 표시 소자중 하나인 TFT-LCD는 박형, 저중량 및 저소비 전력 등의 장점으로 인하여 노트북 퍼스널 컴퓨터 등과같은 포터블 디스플레이(portable display) 소자에 널리 이용되고 있으며, 모니터 등의 O/A용으로 사용도가 확대되고 있다.
이와같은 TFT-LCD는 전계 방식에 따라 상하 수직 전계에 의해 구동하는 TN(twist nematic) 모드와 수평 전계에 의해 구동하는 IPS(in plane switching) 모드로 구분될 수 있다. 이중, IPS 모드는 광시야각화를 위해 개발되어 사용되고 있는 것이다. 이러한 IPS 모드를 이용한 종래의 TFT-LCD 소자가 도 1a 및도 1b에서 도시되어 있다. 도 1a는 종래의 IPS 모드 TFT-LCD의 화소 구조를 보여주는 평면도이고, 도 1b는 도 1a에 따른 화소 구조의 A-A’단면도이다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 종래의 TFT-LCD는 투명 기판의 상부에 형성된 공통 전극(12)와 ,상기 공통 전극을 씌우고 있는 게이트 절연막(13)과 상기 게이트 절연막의 상부에 형성된 신호 배선 전극(14) 및 화소 전극(15)를 구비하여 이루어진다. 그리고, 신호 배선 전극 및 화소 전극의 상부에는 보호막(16)이 형성되어 있다. 또한, 도 1a에서 미설명 부호 11은 게이트 배선 전극이다. 이와같이 도 1a 및 도 1b에서 도시된 IPS 모드 TFT-LCD는 신호 배선 전극(14)가 화소전극(15)와 동일한 층에 위치함으로 인하여 화소 전극(15)가 신호 배선 전극(14)를 통한 전기 신호에 영향을 받기 쉬워서 크로스-토크(cross-talk)가 발생될 수 있는 문제점이 있었다. 또한, IPS 모드 TFT-LCD는 수평 전계에 의해 구동하기 때문에 TN모드의 구동과는 다르게 측면 전계(lateral field)의 영향을 쉽게 받게 되어 크로스- 토크에 취약한 구조로 되어 있다는 문제점이 있었다.
따라서, 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 신호 배선 전극을 통한 전기 신호가 화소 전극에 영향을 주지 않게 함으로써 크로스-토크를 감소시킬 수 있는 IPS모드 TFT-LCD 및 그 제조방법을 제공함에 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 TFT-LCD는 투명 기판 상에 형성된 게이트 배선 전극 및 화소전극과, 게이트 배선 전극과 평행하게 동일층에 형성된 제1 공통 전극과, 게이트배선 전극을 덮으며, 화소전극 및 제 1공통전극을 노출시키는 콘택홀을 가진 게이트 절연막과, 제 1공통전극과 수직하게 상기 게이트절연막의 상부에 형성된 신호 배선 전극과, 신호 배선 전극과 평행하게 동일층에서 형성되며, 상기 콘택홀을 통해 상기 화소전극과 제 1공통전극과 콘택되는 제 2공통전극을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 TFT-LCD 제조방법은 투명 기판 상에 제1 금속층을 형성하는 단계와, 제1 금속층을 패터닝하여 게이트 배선 전극, 상기 게이트 배선 전극에 평행한 제1 공통 전극 및 상기 게이트 배선 전극에 수직한 화소 전극을 동일층에 형성하는 단계와, 결과물 상에 게이트 절연막과 a-Si층을 순차적으로 형성한후 상기 a-Si층을 패터닝하여 액티브층을 형성하면서 상기 게이트절연막을 노출시키는 단계와, 게이트절연막을 식각하여 상기 화소전극 및 상기 제 1공통전극의 소정부분이 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계와, 게이트 절연막 상에 제2 금속층을 형성하여 상기 콘택홀을 매립하는 단계와, 제2 금속층을 패터닝하여 상기 콘택홀을 통해 상기 제1공통 전극에 수직하게 연결되는 제2 공통 전극, 상기 제2 공통 전극에 평행한 신호 배선 전극 및 상기 화소 전극에 콘택되는 보조 용량전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 신호 배선 전극과 화소 전극이 서로 상이한 층에 있게함으로써 신호 배선 전극을 통한 전기 신호에 의해 화소 전극이 영향을 받는 것을 감소시켜서 크로스- 토크의 발생을 감소시킬 수 있다.
[실시예]
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다. 도면에서, 도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IPS모드 TFT-LCD의 평면도이고, 도 2b는 도 2a에 따른 소자의 B-B’단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 실시예에 따른 TFT-LCD 소자는 투명 유리 기판(미도시)상에 형성된 화소 전극(25)을 구비한다. 화소전극(25)와 동일층에서, 상기 화소 전극에 수직한 제1 공통 전극(22a,22b)과 상기 제1공통 전극에 평행한 게이트 배선 전극(21)이 형성되어 있다. 그리고, 게이트 배선 전극(21), 제1 공통 전극(22a22b), 및 화소 전극(25)를 씌우면서 게이트 절연막(27)이 형성되어 있다. 게이트 전극(21)에 일치하는 위치에서 게이트 절연막(27)의 상부에는 a-Si의 액티브층(28)이 형성되어 있다. 또한, 게이트 절연막(27)의 상부에는 제2 공통 전극(22c,22d) 및 신호 배선 전극(24)가 동일층으로 형성되어 있는데, 각각의 제2공통 전극의 폭은 신호 배선 전극 폭의 약 1.5배 이다. 그리고, 제2 공통 전극(22c,22d)는 제1 공통 전극(22a,22b) 의 배열방향과 수직한 방향으로 배열되어 콘택(29a∼29d)에 의해 제1공통 전극(22a,22b)와 연결됨으로써 제1및제2 공통 전극은 전체적으로 사변형을 이루게 되고, 신호 배선 전극(24)은 화소 전극(25)의 배열 방향과 평행하게 배열되어 있다. 그리고, 신호 배선 전극(24)는 분지된 신호전극(24a)에 의해 액티브층(28)과 연결되어 있다. 한편, 제2 공통 전극(22a,22b)와 동일층에서, 제1 및제2 보조 용량전극(27a,27b)가 형성되어 있는데 이것들은 콘택(29e,29f)에 의해 화소 전극(25)와 연결되어 있다. 또한, 보조 용량 전극중 제1 보조용량전극(27a)는 액티브층(28)과 연결되어 있다.
이와같이 도 2a 및 도 2b에서 도시된 IPS모드TFT-LCD는 신호 배선 전극(24)와 화소 전극(25)를 상이한 층에 위치하게 함으로써 신호 배선 전극(24)를 통한 전기 신호에 의해 화소 전극(25)가 영향받는 것을 최소화할 수 있다.
그리고, 도 2a 및 도 2b에서 도시된 IPS모드TFT-LCD는 다음과 같이 제조될 수 있다.
우선, 투명한 유리 기판에 Mo-W의 제1 금속층을 3,000∼5,000Å의 두께로 형성한후, 상기 금속층을 건식 식각법에의해 패터닝하여 화소 전극(25)를 형성한다. 이러한 패터닝에 의해, 게이트 배선 전극(21) 및 제1 공통 전극(22a,22b)가 함께 형성된다. 그런다음, 화소 전극(25), 게이트 배선 전극(21), 및 제1공통 전극(22a,22b)을 씌우면서 게이트 절연막(23)을 형성한다. 그런다음, 게이트 절연막(23)의 상부에 a-Si층을 형성한후,상기 a-Si층을 패터닝하여 도 2a에서 도시된 바와같이 액티브층(28)을 형성한다. 그후, 제1공통전극(22a,22b), 및 화소전극(25)의 소정 부분이 노출되도록 게이트 절연막(23)을 습식 식각하여 콘택홀을 형성한 다음, 게이트 절연막(23)의 노출된 상부에 Mo/Al/Mo의 제2 금속층을 형성하면서 상기 제2 금속층으로 콘택홀을 매립하여 콘택(27a∼27f)를 형성한다. 그리고나서, 상기 제2금속층을 패터닝하여 제1 공통 전극(22a,22b)에 수직하게 배열되어 제1공통전극(22a,22b)와 함께 전체적으로 사변형을 이루는 제2 공통 전극(22c,22d)와 상기 제2공통 전극에 평행하게 배열되고 분지 전극(24a)에 의해 액티브층(28)과 연결되는 신호 배선 전극(24)를 형성한다. 이러한 패터닝시에 제2공통 전극(22c,22d)의 각각의 폭은 신호 배선 전극(24)의 폭의 약 1.5배인 것이 바람직하다. 그리고, 이러한 제2금속층의 패터닝에 의해, 액티브층(28) 및 화소 전극(25)과 연결되는 제1 보조 용량전극(27a)와 상기 제1 보조용량전극에 대향하게 위치하며 화소전극(25)와 연결되는 제2 보조 용량전극(27b)를 함께 형성한다. 이어서, 도 2a에서 도시된 바와같이 전체 구조의 상부에 보호막(26)을 형성한다.
이상에서 설명한 바와같이 상기 실시예에 의하면 신호 배선 전극과 화소 전극을 상이한 층에 위치하게 함으로써 신호 배선 전극을 통한 전기 신호에 의해 화소 전극이 영향을 받는 것을 감소시켜서 크로스- 토크의 발생을 감소시킬 수 있게하는 IPS모드 TFT-LCD를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당업자는 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 상기 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 명백히 알 수 있다.
도 1a는 종래의 IPS 모드 TFT-LCD의 화소 구조를 보여주는 평면도
도 1b는 도 1a에 따른 화소 구조의 A-A’단면도
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IPS모드 TFT-LCD의 평면도, 도 2b는 도 2a에 따른 소자의 B-B’단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
21: 게이트 배선 전극 22a∼22d: 공통 전극
23: 게이트 절연막 24: 신호 배선 전극
25: 화소 전극 26: 보호막
27a,27b: 보조 용량 전극 28: 액티브층
29a∼29f: 콘택

Claims (8)

  1. 투명 기판 상에 형성된 게이트 배선 전극 및 화소전극과,
    상기 게이트 배선 전극과 평행하게 동일층에 형성된 제1 공통 전극과,
    상기 게이트배선 전극을 덮으며, 화소전극 및 제 1공통전극을 노출시키는 콘택홀을 가진 게이트 절연막과,
    상기 제 1공통전극과 수직하게 상기 게이트절연막의 상부에 형성된 신호 배선 전극과,
    상기 신호 배선 전극과 평행하게 동일층에서 형성되며, 상기 콘택홀을 통해 상기 화소전극과 제 1공통전극과 콘택되는 제 2공통전극을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로하는 TFT-LCD.
  2. 제1항에 있어서, 상기 게이트 배선 전극, 화소 전극 및 제1 공통 전극은 Mo-W의 재질을 갖는 것을 특징으로하는 TFT-LCD.
  3. 제1항에 있어서, 상기 신호 배선 전극 및 상기 제2 공통 전극은 Mo/Al/Mo의 재질을 갖는 것을 특징으로하는 TFT-LCD.
  4. 제1항에 있어서, 상기 게이트 전극, 화소 전극 및 제1 공통 전극은 3,000 ∼ 5,000Å의 두께를 갖는 것을 특징으로하는 TFT-LCD.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 공통 전극은 상기 신호 배선 전극 폭의 약 1.5배 인 것을 특징으로하는 TFT-LCD.
  6. 투명 기판 상에 제1 금속층을 형성하는 단계와,
    상기 제1 금속층을 패터닝하여 게이트 배선 전극, 상기 게이트 배선 전극에 평행한 제1 공통 전극 및 상기 게이트 배선 전극에 수직한 화소 전극을 동일층에 형성하는 단계와,
    상기 결과물 상에 게이트 절연막과 a-Si층을 순차적으로 형성한 후 상기 a-Si층을 패터닝하여 액티브층을 형성하면서 상기 게이트절연막을 노출시키는 단계와,
    상기 게이트절연막을 식각하여 상기 화소전극 및 상기 제 1공통전극의 소정 부분이 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계와,
    상기 게이트 절연막 상에 제2 금속층을 형성하여 상기 콘택홀을 매립하는 단계와,
    상기 제2 금속층을 패터닝하여 상기 콘택홀을 통해 상기 제1공통 전극에 수직하게 열결되는 제2 공통 전극, 상기 제2 공통 전극에 평행한 신호 배선 전극 및 상기 화소 전극에 콘택되는 보조용량전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 TFT-LCD의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 금속층의 패터닝 단계는 건식 에칭에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 TFT-LCD의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 콘택홀의 형성 단계는 습식 에칭에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 TFT-LCD의 제조방법.
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