KR100920349B1 - Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 절연 기판 위에 형성되어 있으며 소스 영역, 드레인 영역 및 채널 영역을 포함하는 다결정 규소층, 다결정 규소층을 덮고 있는 게이트 절연막, 게이트 절연막 위에 형성되며 채널 영역과 일부분이 중첩하는 게이트선, 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 투과 전극, 기판 위에 형성되어 있는 제1 층간 절연막, 제1 층간 절연막 위에 형성되고 소스 영역과 연결되어 있는 데이터선 및 드레인 영역과 연결되어 있는 드레인 전극, 기판 위에 형성되어 있는 제2 층간 절연막, 제2 층간 절연막 위에 형성되어 있고, 드레인 전극과 연결되며 투과창을 가지는 반사 전극을 포함한다. The thin film transistor array panel according to the present invention is formed on an insulating substrate, an insulating substrate, a polycrystalline silicon layer including a source region, a drain region and a channel region, a gate insulating film covering the polycrystalline silicon layer, a gate insulating film formed on the gate insulating film, and a portion of the channel region. The overlapping gate line, the transmissive electrode formed on the gate insulating film, the first interlayer insulating film formed on the substrate, the drain electrode formed on the first interlayer insulating film and connected to the data line and the drain region connected to the source region, And a reflective electrode formed on the second interlayer insulating film formed on the substrate and the second interlayer insulating film and connected to the drain electrode and having a transmission window.
다결정, 투과전극, 반사전극Polycrystalline, Transmissive Electrode, Reflective Electrode
Description
도 1은 박막 트랜지스터 표시판의 개략적인 배치도이다. 1 is a schematic layout view of a thin film transistor array panel.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 화소 영역의 배치도이다.2A is a layout view of a pixel area of a thin film transistor array panel according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도 2b는 도 2a의 IIb-IIb'선에 대한 단면도이다. FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line IIb-IIb ′ of FIG. 2A.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 구동부의 배치도이다.3A is a layout view of a driving unit of a thin film transistor array panel according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도 3b는 도 3a의 IIIb-IIIb'선에 대한 단면도이다.FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line IIIb-IIIb 'of FIG. 3A.
도 4a 내지 도 8b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 공정 순서대로 도시한 도면이다.4A to 8B are diagrams illustrating a manufacturing method of a thin film transistor array panel according to a first exemplary embodiment of the present invention in order of process.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 다른 박막 트랜지스터 표시판의 단면도이다. 9 is a cross-sectional view of a thin film transistor array panel according to a second exemplary embodiment of the present invention.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of symbols about main part of drawing ※
121 : 게이트선 123 : 게이트 전극121: gate line 123: gate electrode
140 : 게이트 절연막 150 : 다결정 규소층 140: gate insulating film 150: polysilicon layer
152 : 저농도 도핑 영역 153 : 소스 영역152 lightly doped region 153 source region
154 : 채널 영역 155 : 드레인 영역 154: channel region 155: drain region
80 : 반사 전극 90 : 투과 전극80
601, 602, 603 : 층간 절연막601, 602, 603: interlayer insulating film
본 발명은 박막 트랜지스터 표기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 다결정 규소 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor display panel and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a polycrystalline silicon thin film transistor display panel and a method for manufacturing the same.
박막 트랜지스터 표시판(Thin Film Transistor, TFT)은 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 신호 배선 또는 게이트 배선과, 화상 신호를 전달하는 화상 신호선 또는 데이터 배선이 형성되어 있고, 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극, 게이트 배선을 덮어 절연하는 게이트 절연막 및 박막 트랜지스터와 데이터 배선을 덮어 절연하는 층간 절연막 등으로 이루어져 있다. A thin film transistor (TFT) is used as a circuit board for independently driving each pixel in a liquid crystal display device, an organic electroluminescence (EL) display device, or the like. The thin film transistor array panel includes a scan signal line or a gate line for transmitting a scan signal, an image signal line or a data line for transferring an image signal, and a thin film transistor and a thin film transistor connected to the gate line and the data line. And a pixel electrode, a gate insulating film covering and insulating the gate wiring, and an interlayer insulating film covering and insulating the thin film transistor and the data wiring.
박막 트랜지스터는 게이트 배선의 일부인 게이트 전극과 채널을 형성하는 반도체층, 데이터 배선의 일부인 소스 전극과 드레인 전극 및 게이트 절연막과 층간 절연막 등으로 이루어진다. 박막 트랜지스터는 게이트 배선을 통하여 전달되는 주사 신호에 따라 데이터 배선을 통하여 전달되는 화상 신호를 화소 전극에 전달 또는 차단하는 스위칭 소자이다. The thin film transistor includes a semiconductor layer forming a gate electrode and a channel which are part of a gate wiring, a source electrode and a drain electrode which are part of a data wiring, a gate insulating film and an interlayer insulating film, and the like. The thin film transistor is a switching device that transfers or blocks an image signal transmitted through a data line to a pixel electrode according to a scan signal transmitted through a gate line.
이러한 박막 트랜지스터에 포함되어 있는 반도체층은 비정질 규소 또는 다결정 규소를 이용하여 형성한다. 이 중, 다결정 규소를 이용할 경우 비정질 규소를 이용할 경우에 비해 동작 속도가 빠르고, 기판 위에 구동 회로를 함께 형성할 수 있는 장점이 있다. 그러나 비정질 규소를 이용하여 박막 트랜지스터 표시판을 이용할 때 보다 많은 마스크 공정을 거치게되어 공정이 복잡해진다. 따라서 수율이 감소하고 생산 비용이 상승하는 문제점이 있다. The semiconductor layer included in such a thin film transistor is formed using amorphous silicon or polycrystalline silicon. Among these, the use of polycrystalline silicon has an advantage in that the operation speed is faster than that in the case of using amorphous silicon, and a driving circuit can be formed together on the substrate. However, when the thin film transistor array panel using amorphous silicon is used, more mask processing is required, which complicates the process. Therefore, there is a problem that the yield is reduced and the production cost is increased.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 박막 트랜지스터 표시판의 제조 공정을 단순화하는 박막 트랜지스터 표시판 및 그의 제조 방법을 제공한다. The present invention provides a thin film transistor array panel and a method of manufacturing the same to solve the above problems and to simplify a manufacturing process of a thin film transistor array panel.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 절연 기판 위에 형성되어 있으며 소스 영역, 드레인 영역 및 채널 영역을 포함하는 다결정 규소층, 다결정 규소층을 덮고 있는 게이트 절연막, 게이트 절연막 위에 형성되며 채널 영역과 일부분이 중첩하는 게이트선, 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 투과 전극, 기판 위에 형성되어 있는 제1 층간 절연막, 제1 층간 절연막 위에 형성되고 소스 영역과 연결되어 있는 데이터선 및 드레인 영역과 연결되어 있는 드레인 전극, 기판 위에 형성되어 있는 제2 층간 절연막, 제2 층간 절연막 위에 형성되어 있고, 드레인 전극과 연결되며 투과창을 가지는 반사 전극을 포함한다. In order to achieve the above object, the thin film transistor array panel according to the present invention is formed on an insulating substrate and an insulating substrate, and includes a polycrystalline silicon layer including a source region, a drain region, and a channel region, a gate insulating layer covering the polycrystalline silicon layer, and a gate insulating layer. A gate line formed partially overlapping the channel region, a transmission electrode formed on the gate insulating layer, a first interlayer insulating layer formed on the substrate, a data line and a drain region formed on the first interlayer insulating layer and connected to the source region; And a drain electrode connected to the drain electrode, a second interlayer insulating film formed on the substrate, and a reflective electrode formed on the second interlayer insulating film and connected to the drain electrode.
이때 게이트선 및 투과 전극은 투과용 도전체 패턴, 투과용 도전체 패턴에 형성되어 있는 배선용 도전체 패턴의 이중층으로 형성되어 있고, 투과창은 투과용 도전체 패턴을 노출하는 것이 바람직하다.At this time, the gate line and the transmissive electrode are formed of a double layer of the transmissive conductor pattern and the wiring conductor pattern formed in the transmissive conductor pattern, and the transmissive window preferably exposes the transmissive conductor pattern.
다른 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 절연 기판 위에 형성되어 있으며 소스 영역, 드레인 영역 및 채널 영역을 포함하는 다결정 규소층, 다결정 규소층을 덮고 있는 게이트 절연막, 게이트 절연막 위에 형성되며 채널 영역과 일부분이 중첩하는 게이트선, 기판 위에 형성되어 있는 제1 층간 절연막, 제1 층간 절연막 위에 형성되며 소스 영역과 연결되는 데이터선, 드레인 영역과 연결되어 있는 드레인 전극, 제1 층간 절연막 위에 형성되어 있는 투과 전극, 기판 위에 형성되어 있는 제2 층간 절연막, 제2 층간 절연막 위에 형성되어 있으며 드레인 전극과 연결되며 투과창을 가지는 반사 전극을 포함한다. 이때 데이터선 및 투과 전극은 투과용 도전체 패턴, 투과용 도전체 패턴에 형성되어 있는 배선용 도전체 패턴의 이중층으로 형성하고, 투과창은 투과용 도전체 패턴을 노출하는 것이 바람직하다. The other thin film transistor array panel is formed on an insulating substrate, an insulating substrate, a polycrystalline silicon layer including a source region, a drain region and a channel region, a gate insulating film covering the polycrystalline silicon layer, a gate insulating film formed on the gate insulating film, and partially overlapping the channel region. A gate line, a first interlayer insulating film formed over the substrate, a data line formed over the first interlayer insulating film, a drain electrode connected to the drain region, a transmissive electrode formed over the first interlayer insulating film, and a substrate And a reflective electrode formed on the formed second interlayer insulating film and the second interlayer insulating film and connected to the drain electrode and having a transmission window. At this time, it is preferable that the data line and the transmission electrode are formed of a double layer of the transmission conductor pattern and the wiring conductor pattern formed on the transmission conductor pattern, and the transmission window exposes the transmission conductor pattern.
여기서 투과 전극은 게이트선과 데이터선에 의해 정의되는 화소 영역 내에 위치하고, 투과용 도전체 패턴은 IZO로 형성되고, 배선용 도전체 패턴은 몰리브덴-텅스텐으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 소스 영역과 채널 영역 사이, 드레인 영역과 채널 영역 사이에 저농도 도핑 영역을 더 포함하는 것이 바람직하다. The transmissive electrode is preferably located in the pixel region defined by the gate line and the data line, the transmissive conductor pattern is formed of IZO, and the wiring conductor pattern is formed of molybdenum-tungsten. In addition, it is preferable to further include a lightly doped region between the source region and the channel region, between the drain region and the channel region.
본 발명에 따른 다른 목적을 달성하기 위한 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법은 절연 기판 위에 차단층, 비정질 규소층을 형성하는 단계, 비정질 규소층을 열처리한 후 패터닝하여 다결정 규소 패턴을 형성하는 단계, 기판 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 게이트 절연막 위에 투과용 도전층, 배선용 도전층을 형성한 후 배선용 도전층, 투과용 도전층을 패터닝하여 배선용 도전체 패턴 및 투과용 도전체 패턴으로 이루어지는 게이트선 및 투과용 전극 패턴을 형성하는 단계, 게이트선을 마스크로 다결정 규소 패턴에 도전형 불순물을 도핑하여 소스 영역 및 드레인 영역 및 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역을 형성하는 단계, 기판 전면에 소스 영역을 노출하는 제1 접촉구, 드레인 영역을 노출하는 제2 접촉구 및 투과용 전극 패턴을 노출하는 제1 노출구를 가지는 제1 층간 절연막을 형성하는 단계, 제1 노출구를 통해 투과용 전극 패턴의 배선용 도전체 패턴의 소정 영역을 제거하여 투과용 도전체 패턴의 투과용 도전체 패턴을 노출하는 투명 영역을 가지는 투과 전극을 형성하는 단계, 제1 층간 절연막 위에 금속층을 형성한 후 패터닝하여 제1 접촉구를 통해 소스 영역과 연결되는 데이터선, 제2 접촉구를 통해 드레인 영역과 연결되는 드레인 전극을 형성하는 단계, 기판 전면에 드레인 전극을 노출하는 제3 접촉구, 투명 영역을 노출하는 제2 노출구를 가지는 제2 층간 절연막을 형성하는 단계, 제2 층간 절연막 위에 제3 접촉구를 통해 드레인 전극과 연결되며 제2 노출구를 노출하는 투과창을 가지는 반사 전극을 형성하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor array panel, including forming a blocking layer and an amorphous silicon layer on an insulating substrate, heat treating the amorphous silicon layer, and then patterning the polysilicon pattern to form a polycrystalline silicon pattern. Forming a gate insulating film on the gate insulating film, forming a transmission conductive layer and a wiring conductive layer on the gate insulating film, and then patterning the wiring conductive layer and the transmission conductive layer to form a gate line and a transmission line formed of a wiring conductor pattern and a transmission conductor pattern. Forming an electrode pattern for the semiconductor layer, doping a polycrystalline silicon pattern with a gate line as a mask to form a source region, a drain region, and a channel region which is not doped with impurities, and exposing the source region over the entire substrate. 1 contact hole, the second contact hole exposing the drain region and the electrode pattern for transmitting the exposed Forming a first interlayer insulating film having a first exposure opening, and exposing a transmission conductor pattern of the transmission conductor pattern by removing a predetermined region of the wiring conductor pattern of the transmission electrode pattern through the first exposure opening; Forming a transmissive electrode having a transparent region, forming a metal layer on the first interlayer insulating layer, and patterning the data line to be connected to the source region through the first contact hole, and the drain electrode connected to the drain region through the second contact hole Forming a second interlayer insulating film having a third contact hole exposing the drain electrode on the front surface of the substrate and a second exposing hole exposing the transparent area, and draining the third interlayer insulating film over the second interlayer insulating film. And forming a reflective electrode connected to the electrode and having a transmission window exposing the second exposure opening.
다른 방법으로는 절연 기판 위에 차단층, 비정질 규소층을 형성하는 단계, 비정질 규소층을 열처리한 후 패터닝하여 다결정 규소 패턴을 형성하는 단계, 기판 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 게이트 절연막 위에 금속층을 형성한 후 금속층을 패터닝하여 게이트선을 형성하는 단계, 게이트선을 마스크로 다결정 규소 패턴에 도전형 불순물을 도핑하여 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하는 단계, 기판 전면에 소스 영역을 노출하는 제1 접촉구, 드레인 영역을 노출하는 제2 접촉구를 가지는 제1 층간 절연막을 형성하는 단계, 제1 층간 절연막 위에 투과용 도전층, 배선용 도전층을 형성한 후 패터닝하여 투과용 전극 패턴, 제1 접촉구를 통해 소스 영역과 연결되는 데이터선, 제2 접촉구를 통해 드레인 영역과 연결되는 드레인 전극을 형성하는 단계, 기판 전면에 드레인 전극을 노출하는 제3 접촉구, 배선용 금속 패턴을 노출하는 노출구를 가지는 제2 층간 절연막을 형성하는 단계, 노출구를 통해 배선용 금속 패턴의 소정 영역을 제거하여 투과용 도전체 패턴을 노출하는 투명 영역을 가지는 투과 전극을 형성하는 단계, 제2 층간 절연막 위에 제3 접촉구를 통해 드레인 전극과 연결되며 노출구를 통해 투과용 도전체 패턴을 노출하는 투과창을 가지는 반사 전극을 형성하는 단계를 포함한다. Alternatively, forming a blocking layer and an amorphous silicon layer on an insulating substrate, heat treating and patterning the amorphous silicon layer to form a polycrystalline silicon pattern, forming a gate insulating film on the entire surface of the substrate, and forming a metal layer on the gate insulating film. Forming a gate layer by patterning a metal layer after the formation, forming a source region and a drain region by doping a polycrystalline silicon pattern with a gate line as a mask to form a source region and a drain region, and exposing the source region over the entire surface of the substrate. Forming a first interlayer insulating film having a second contact hole exposing a sphere and a drain region; forming a transmission conductive layer and a wiring conductive layer on the first interlayer insulating film and then patterning the electrode layer for transmission and the first contact hole Forming a data line connected to the source region through a second contact hole and a drain electrode connected to the drain region through a second contact hole Forming a second interlayer insulating film having a third contact hole exposing the drain electrode and an exposure hole exposing the wiring metal pattern on the entire surface of the substrate; and removing a predetermined region of the metal pattern for wiring through the exposed hole to transmit the conductive material. Forming a transmissive electrode having a transparent region exposing the pattern, wherein the reflective electrode is connected to the drain electrode through a third contact hole on the second interlayer insulating layer and has a transmissive window exposing the transmissive conductor pattern through the exposed hole; Forming a step.
여기서 투과용 도전층은 IZO로 형성하고, 배선용 도전층층은 몰리브덴 텅스텐으로 형성하는 것이 바람직하다. It is preferable that the permeable conductive layer is formed of IZO, and the conductive layer for wiring is formed of molybdenum tungsten.
또한, 투과 전극은 게이트선과 데이터선에 의해 정의되는 화소 영역에 위치하는 것이 바람직하다. In addition, the transmission electrode is preferably located in the pixel region defined by the gate line and the data line.
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.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나 타내었다. 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.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, area, plate, etc. is over another part, this includes not only the part directly above the other part but also another part in the middle. On the contrary, when a part is just above another part, it means that there is no other part in the middle.
이제 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. Referring now to the accompanying drawings, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail.
[제1 실시예][First Embodiment]
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반투과형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 개략적인 배치도이다. 1 is a schematic layout view of a thin film transistor substrate for a transflective liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이 박막 트랜지스터 표시판에는 표시 영역(A)과 함께 표시 영역(A)을 제어하기 위한 구동 회로부(410, 510)가 함께 형성되어 있다. 표시 영역(A)에는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되는 게이트선, 데이터선, 화소 전극 등이 형성되어 있다. 그리고 구동 회로부에는 표시 영역과 연결되어 있는 N형, P형 박막 트랜지스터, 상보형 박막 트랜지스터 또는 이들을 혼합하여 형성되어 있다.As illustrated, the thin film transistor array panel includes
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 영역(A)을 좀더 상세히 설명한다. 표시 영역(A)은 N형 박막 트랜지스터를 예로 들어 설명한다. 도 2a는 표시 영역의 한 개의 화소 영역을 도시한 배치도이고, 도 2b는 도 2a의 IIb-IIb'선에 대한 단면도이다. Hereinafter, the display area A according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The display area A is described using an N-type thin film transistor as an example. FIG. 2A is a layout view illustrating one pixel area of the display area, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line IIb-IIb ′ of FIG. 2A.
도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(110) 위에 차단층(111)이 형성되어 있다. 차단층(111) 위에 소스 영역(153a), 드레인 영역(155a) 및 채널 영역(154a)을 포함하는 제1 다결정 규소 패턴(150a)이 형성되어 있다. 그리고 소스 영역(153a)과 채널 영역(154a) 사이, 드레인 영역(155a)과 채널 영역(154a) 사이에는 저농도 도핑 영역(lightly doped drain)(152)이 형성되어 있다. 저농도 도핑 영역(152)은 누설 전류(leakage current)나 펀치스루(punch through) 현상이 발생하는 것을 방지한다. 소스 영역(153a)과 드레인 영역(155a)은 N형 또는 P형 도전형 불순물이 고농도로 도핑되어 있고, 채널 영역(154a)에는 불순물이 도핑되지 않는다. As illustrated, a
다결정 규소층(150a) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 게이트선(121a), 유지 전극선(131) 및 투과 전극(90)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 일방향으로 길게 형성되어 있고, 게이트선(121)의 일부분이 확장되어 채널 영역(154a)과 중첩하는 게이트 전극(123a)을 포함한다. 그리고 게이트선(121)의 한쪽 끝부분은 외부 회로와 연결하기 위하여 폭이 확장되어 있다. 유지 전극선(131)은 화소 영역(PX)의 유지 용량을 증가시키기 위한 것으로 게이트선(121)과 평행하게 형성되어 있다. 투과 전극(90)은 후에 기술되는 반사 전극(80)과 함께 화소 전극을 구성하는 전극으로서 백라이트에서 전달되는 빛을 투과시켜 액정에 전달한다. The
이러한 게이트선(121), 게이트 전극(123a), 유지 전극선(131a) 및 투과 전극(90)은 투과용 도전체 패턴(901) 및 배선용 도전체 패턴(902)의 이중층으로 형성되어 있다. 이 중, 투과 전극(90)은 배선용 도전체 패턴(902)의 소정 부분이 제 거되어 있는 투명 영역(T)으로 빛이 투과된다. 투과용 도전체 패턴(901)은 IZO로 형성하고, 배선용 도전체 패턴(902)는 몰리브덴-텅스텐으로 형성하는 것이 바람직하다. The
게이트선(121), 게이트 전극(123a) 및 유지 전극선(131) 위에는 제1 및 제2 층간 절연막(601, 602)이 형성되어 있다. 제1 층간 절연막(601)은 SiO2로 형성하고, 제2 층간 절연막(602)은 SiN으로 형성한다. SiO2 단일층보다는 SiO2, SiN 이중층으로 형성하면 SiO 단일막으로 형성할 때보다 박막 트랜지스터의 신뢰성이 향상된다. First and second
제1 및 제2 층간 절연막(601, 602) 및 게이트 절연막(140)에 걸쳐 제1 및 제2 접촉구(161, 162)가 형성되어 있다. 제1 접촉구(161)는 제1 다결정 규소층(150a)의 소스 영역(153a)을 노출하고 제2 접촉구는(162)는 드레인 영역(155a)을 노출한다. First and second contact holes 161 and 162 are formed over the first and second
그리고 제2 층간 절연층(602) 위에는 게이트선(121a)과 교차하여 화소 영역(PX)을 정의하는 데이터선(171a)이 형성되어 있다. 그리고 소스 영역(153a)과 중첩하며 제1 접촉구(161)를 통해 소스 영역(153a)과 연결되어 있는 소스 전극(173a)이 데이터선(171a)의 일부분이 확장된 형태로 형성되어 있다. 또한, 드레인 영역(155a)과 중첩하는 제2 층간 절연막(601) 위에는 제2 접촉구(162)를 통해 드레인 영역(155a)과 연결되어 있는 드레인 전극(175a)이 형성되어 있다. 데이터선(171a)의 한쪽 끝부분도 외부 회로와 연결하기 위하여 폭이 확장되어 있다.A data line 171a defining the pixel region PX is formed on the second
데이터선(171a), 소스 전극(173a) 및 드레인 전극(175a) 위에는 제5 접촉구(165) 및 제6 접촉구(166)를 가지는 제3 층간 절연막(603)이 형성되어 있다. 제5 접촉구(165)는 드레인 전극(175a)을 노출하고, 제6 접촉구(166)는 유지 전극선(131)의 소정 영역과 대응하는 제1 층간 절연막(601)을 노출한다. 그리고 제5 및 제6 접촉구(165, 166) 내부를 포함하는 제3 층간 절연막(603) 위에는 반사 전극(80)이 형성되어 있다. 반사 전극(80)은 제5 접촉구(165)를 통해서 드레인 전극(175a)과 연결되고 제6 접촉구(166)를 통해서 유지 전극선(131)과 대응한다. 또한, 반사 전극(80)은 투과 전극(90)을 노출하는 투과창(82)을 가진다. 투과창(82) 아래의 층간 절연막(601, 602)은 제거되어 있다. 따라서 투과창(82)을 통해 투과 전극(90)이 노출되어 투과 전극(90)을 투과한 빛이 액정까지 전달된다. 제3 층간 절연막(603)은 유기막으로 형성하여 표면에 엠보싱을 형성할 수 있다. 엠보싱은 반사 전극을 이용할 때 반사 능력을 향상시킨다. A third
다음으로 본 발명에 따른 구동 회로부(410, 510)는 P형 박막 트랜지스터를 예로 들어 설명한다. 도 3a는 구동 회로부(410, 510)에서 한 개의 P형 박막 트랜지스터의 배치도이고, 도 3b는 도 IIIb-IIIb'선에 대한 단면도이다. 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(110) 위에 차단층(111)이 형성되어 있고 소스 영역(153b), 드레인 영역(155b), 채널 영역(154b)을 포함하는 제2 다결정 규소 패턴(150b)이 형성되어 있다. 제2 다결정 규소 패턴(150b) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있고, 게이트 절연막(140) 위에 게이트 전극(123b)이 형성되어 있다. 게이트 전극(123b)은 전압을 인가하기 위한 게이트선(도시하지 않음)과 연결되어 있다. Next, the driving
게이트 전극(123b)을 덮으며 소스 영역(154b) 및 드레인 영역(155b)을 노출 하는 제3 및 제4 접촉구(163, 164)를 가지는 제1 및 제2 층간 절연막(601, 602)이 형성되어 있다. 제2 층간 절연막(602) 위에는 소스 영역(154b), 드레인 영역(155b)과 각각 연결되는 소스 전극(173b) 및 드레인 전극(175b)이 형성되어 있다. 소스 전극(173b) 및 드레인 전극(175b)도 이들에 전압을 인가하기 위한 데이터선(도시하지 않음)과 연결되어 있다. 소스 전극(173b) 및 드레인 전극(175b) 위에는 화소 영역에 형성되는 박막 트랜지스터의 구조에 따라 층간 절연층이 더 형성될 수 있다. First and second
이상 기술한 본 발명의 제1 실시예 따른 박막트랜지스터 표시판을 제조하는 방법을 상세히 설명한다. 이하에서는 표시 영역(A)에서 한 개의 화소 영역(PX)과 구동 회로부(410, 510)에서 한 개의 P형 박막 트랜지스터를 예로 들어 설명한다. 이들의 연결관계는 도시하지 않는다. 도 4a 내지 도 8b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 방법을 공정 순서대로 도시한 도면이다. A method of manufacturing the thin film transistor array panel according to the first embodiment of the present invention described above will be described in detail. Hereinafter, one P-type thin film transistor in the pixel area PX and the driving
먼저 도 4a 및 4c에 도시된 바와 같이, 표시 영역과 구동 회로부(410, 510)가 한정되어 있는 투명한 절연 기판(110) 위에 차단층(111) 및 비정질 규소층을 형성한다. 차단층(111)은 산화 규소(SiO2) 또는 질화 규소(SiNx)를 증착하여 형성한다. 이후 비정질 규소층을 레이저 열처리(laser annealing) 또는 로 열처리(furnace annealing)하여 결정화한 후 패터닝하여 표시 영역 및 구동 회로부에 제1 및 제2 다결정 규소 패턴(501, 502)을 형성한다(제1 마스크). First, as shown in FIGS. 4A and 4C, the
도 5a 내지 5c에 도시된 바와 같이, 다결정 규소 패턴(501, 502) 위에 게이트 절연막(140), 투과용 도전층(201), 배선용 도전층(202)을 형성한다. 게이트 절 연막(140)은 화학 기상 증착 방법으로 질화규소 또는 산화규소 등의 절연물질을 증착하여 형성한다. 이후 배선용 도전층(202) 위에 감광층을 형성한 후 배선용 도전층(202), 투과용 도전층(201)을 순차적으로 식각하여 P형 게이트 전극(123b)을 형성한다(제2 마스크). 이때 감광층은 화소 영역을 보호하며 제2 다결정 규소 패턴(502)의 일부분을 노출하도록 형성한다. P형 게이트 전극(123b)은 배선용 도전체 패턴(902), 투과용 도전체 패턴(901)의 이중층으로 이루어진다.As shown in FIGS. 5A to 5C, the
그리고 P형 게이트 전극(123b)을 마스크로 P형 도전형 불순물을 도핑하여 P형 소스 영역(153b) 및 드레인 영역(155b)을 형성한다. P형 게이트 전극(123b) 아래의 도핑되지 않은 부분은 채널 영역(154b)이 된다. The P-
도 6a 내지 6c에 도시한 바와 같이, 감광층을 제거한 후 기판(110) 전면에 크롬(Cr)층을 적층한다. 이후 크롬층 위에 감광층을 형성한 후 배선용 도전층(202), 투과용 도전층(201)을 패터닝하여 도핑용 도전체 패턴(MP) 및 화소 영역의 게이트선(121), 게이트 전극(123a), 유지 전극선(131) 및 투과용 전극 패턴(90A)을 형성한다(제3 마스크). 이들도 투과용 도전체 패턴(901), 배선용 도전체 패턴(902)의 이중층으로 이루어진다. 6A to 6C, after the photosensitive layer is removed, a chromium (Cr) layer is stacked on the entire surface of the
유지 용량이 충분할 경우 유지 전극선(131)은 형성하지 않을 수 있다. 도핑용 도전체 패턴(MP)은 제1 다결정 규소 패턴(501)에 불순물을 도핑하여 소스 영역(153a) 및 드레인 영역(155a)을 형성하기 위한 것으로 화소 영역의 게이트선(121), 게이트 전극(123a), 유지 전극선(131) 및 투과용 전극 패턴(90A)과는 동일한 패턴으로 패터닝하고, 구동 회로부는 노출되지 않도록 형성하여 구동부 의 제2 다결정 규소 패턴(150b) 및 게이트 전극(123b)을 보호한다. 이때 하부층(121, 123a, 131)과 크롬층의 식각비 차이가 나는 식각액를 사용하여 식각한다. 따라서 하부층(901, 902)이 크롬층에 비해 과식각되어 도핑용 도전체 패턴(MP)에 비해 폭이 좁은 게이트선(121), 게이트 전극(123a), 유지 전극선(131) 및 투과용 전극 패턴(90A)을 형성할 수 있다. 이후 도핑용 도전체 패턴(MP)을 마스크로 제1 다결정 규소 패턴(501)에 N형 도전형 불순물을 고농도로 도핑하여 소스 영역(153a) 및 드레인 영역(155a)을 형성한다. When the storage capacitor is sufficient, the
도 7a 내지 7c에 도시된 바와 같이, 도핑용 도전체 패턴(MP)을 제거한 후 게이트선(121), 게이트 전극(123a), 유지 전극선(131), 투과용 전극 패턴(90A)을 마스크로 다결정 규소 패턴(501)에 N형 도전형 불순물을 소스 영역(153a) 및 드레인 영역(155a)보다 저농도로 도핑하여 저농도 도핑 영역(152)을 형성한다. 이때 게이트 전극(123a) 아래에는 불순물이 도핑되지 않으며 이 부분은 다결정 규소층(150a)의 채널 영역(154a)이 된다. As shown in FIGS. 7A to 7C, after the doping conductor pattern MP is removed, the
이후 기판(110) 전면에 제1 및 제2 층간 절연막(601, 602)을 형성한 후 사진 식각 공정으로 제2 층간 절연막(602), 제1 층간 절연막(601)과 게이트 절연막(140)을 식각하여 제1 내지 제4 접촉구(161 내지 164)를 형성하고 투과용 전극 패턴(90A)을 노출하는 제1 노출구(167)를 형성한다(제4 마스크). 이어서 제1 노출구(167)를 통하여 투과용 전극 패턴(90A)의 상부층(902)을 식각하여 제거함으로써 IZO 패턴(901) 만으로 형성되어 있는 투명 영역(T)을 가지는 투과 전극(90)을 형성한다. 이때 식각은 건식 식각으로 진행하며, 각층을 식각하는 식각 가스를 달리하 여 제1 및 제2 층간 절연막(601, 602), 게이트 절연막(140), 배선용 도전체 패턴(902)을 식각한다. Thereafter, the first and second
도 8a 내지 8c에 도시된 바와 같이, 제2 층간 절연막(601) 위에 금속층을 형성한 후 패터닝하여 제1 내지 제4 접촉구(161~164)를 통해 소스 영역(153a, 153b) 및 드레인 영역(155a, 155b)와 연결되는 소스 전극(173a, 173b) 및 드레인 전극(175a, 175b)을 형성한다(제5 마스크). As shown in FIGS. 8A to 8C, the metal layer is formed on the second
이후 소스 전극(173a, 173b) 및 드레인 전극(175a, 175b) 위에 제3 층간 절연막(603)을 형성한 후, 사진 식각 공정으로 식각하여 제5 접촉구(165)를 형성한다(제6 마스크). 이때 제1 노출구(167)와 함께 투명 영역(T)을 노출하는 제2 노출구(168)도 함께 형성한다. Subsequently, a third
또한, 반사 전극(80) 아래에 위치하는 제3 층간 절연막(603)의 표면에 엠보싱도 함께 형성한다. 엠보싱은 슬릿(slit)이나 반투과막을 이용하여 형성할 수 있다. 이들은 광투과율이 낮기 때문에 감광층의 일부만이 노광되므로 다른 부분과 다른 두께로 감광층을 형성할 수 있다. 따라서 접촉구(163, 164)와 함께 엠보싱을 형성할 수 있다. Embossing is also formed on the surface of the third
이후 제5 접촉구(165) 내부를 포함하는 기판 전면에 금속층을 형성한 후 패터닝하여 반사 전극(80)을 형성한다(제7 마스크). 이때 반사 전극(80)은 투명 영역(T)을 노출하는 투과창(82)을 가진다. 반사 전극(80)은 반사율이 높은 금속으로, 예를 들면 알루미늄 등의 금속으로 형성한다(도 2a 내지 2c 참조).Thereafter, a metal layer is formed on the entire surface of the substrate including the
[제2 실시예] Second Embodiment
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 단면도이다. 7 is a cross-sectional view of a thin film transistor array panel according to a second exemplary embodiment of the present invention.
먼저 화소 영역을 설명하면 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(110) 위에 차단층(111)이 형성되어 있다. 차단층(111) 위에 소스 영역(153a), 드레인 영역(155a) 및 채널 영역(154a)을 포함하는 다결정 규소층(150a)이 형성되어 있다. 그리고 소스 영역(153a)과 채널 영역(154a)사이, 드레인 영역(155a)과 채널 영역(154) 사이에는 저농도 도핑 영역(152)이 형성되어 있다. First, as illustrated in the pixel area, the
다결정 규소층(150a) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 게이트선(121), 유지 전극선(131)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 일방향으로 길게 형성되어 있고, 게이트선(121)의 일부분이 확장되어 채널 영역(154a)과 중첩하는 게이트 전극(123a)을 포함한다. 그리고 게이트선(121)의 한쪽 끝부분은 외부 신호를 받기 위해서 확장하여 형성할 수 있다. 유지 전극선(131)은 화소 영역(PX)의 유지 용량을 증가시키기 위한 것으로 게이트선(121)과 평행하게 형성되어 있다. A
게이트선(121), 게이트 전극(123a) 및 유지 전극선(131) 위에는 제1 및 제2 층간 절연막(601, 602)이 형성되어 있다. 그리고 제1 및 제2 층간 절연막(601, 602), 게이트 절연막(140)에 걸쳐 제1 및 제2 접촉구(161, 162)가 형성되어 있다. 제1 접촉구(161)는 다결정 규소층(150)의 소스 영역(153a)을 노출하고 제2 접촉구는(162)는 드레인 영역(155a)을 노출한다. First and second
그리고 제2 층간 절연막(602) 위에는 데이터선(171) 및 투과 전극(90)이 형성되어 있다. 데이터선(171)은 게이트선(121)과 교차하여 화소 영역을 정의한다. 그리고 소스 영역(153a)과 중첩하며 제1 접촉구(161)를 통해 소스 영역(153a)과 연결되어 있는 소스 전극(173a)이 데이터선(171)의 일부분이 확장된 형태로 형성되어 있다. 또한, 드레인 영역(155a)과 중첩하는 제2 층간 절연막(601) 위에는 제2 접촉구(162)를 통해 드레인 영역(155a)과 연결되어 있는 드레인 전극(175a)이 형성되어 있다. 데이터선(171)의 한쪽 끝부분은 외부 신호를 받기 위해서 확장하여 형성할 수 있다. 이들 데이터선(171), 소스 전극(173a), 드레인 전극(175a) 및 투과 전극(90)은 투과용 도전체 패턴(901) 및 배선용 도전체 패턴(901)의 이중층으로 형성되어 있다. 이 때, 투과 전극(90)은 배선용 도전체 패턴(901)이 일부 제거되어 이루어진 투명 영역(T)을 가진다. 투과용 도전체 패턴(901)은 IZO로 형성하고, 배선용 도전체 패턴(902)은 몰리브덴-텅스텐으로 형성한다. The
데이터선(171), 소스 전극(173a), 드레인 전극(175a) 및 투과 전극(90) 위에는 제5 및 제6 접촉구(165, 166)를 포함하는 제3 층간 절연막(603)이 형성되어 있다. 제5 접촉구(165)는 드레인 전극(175a)을 노출하고, 제6 접촉구(166)은 유지 전극선(131)과 대응하는 제2 층간 절연층(602)을 노출한다. 그리고 제5 및 제6 접촉구(165, 166) 내부를 포함하는 제3 층간 절연막(602) 위에는 반사 전극(80)이 형성되어 있다. 반사 전극(80)은 제5 접촉구(165)을 통해서 드레인 전극(175a)과 연결되어 있으며, 투과 전극(80)을 노출하는 투과창(82)을 가진다. 투과창(82) 아래의 층간 절연막(603)은 제거되어 있다. 따라서 투과창(82)을 통해 투과 전극(90)이 노출되며 투과 전극(90)을 투과한 빛이 액정까지 전달된다. 제3 층간 절연막(603)은 유기막으로 형성하여 표면에 엠보싱을 형성할 수 있다. 엠보싱은 반사 전극(90)의 반사 능력을 향상시킨다. A third
그리고 구동 회로부(410, 510)는 제1 실시예와 동일한 구조로 형성되어 있다. 그러나 제2 실시예에서는 소스 전극(173b) 및 드레인 전극(175b)이 투과용 도전체 패턴(901)과 배선용 도전체 패턴(902)의 이중층으로 형성되어 있다. 그리고 게이트 전극(123a)은 기 설명한 제2 실시예에서 화소 영역의 게이트 전극(123a)과 동일하게 형성되어 있다. The driving
이처럼 본 발명에 따라 게이트선 또는 데이터선을 투명한 금속층, 배선용 금속층으로 형성하고, 투과 전극을 이들과 동시에 형성한 후 배선용 금속층을 제거하여 투과 전극을 형성하면 투과 전극을 형성하기 위한 공정을 생략할 수 있기 때문에 전체 공정수를 감소시킬 수 있다. As described above, when the gate line or the data line is formed of the transparent metal layer and the wiring metal layer, the transmission electrode is formed at the same time, and the wiring metal layer is removed to form the transmission electrode, the process for forming the transmission electrode can be omitted. As a result, the total number of processes can be reduced.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Accordingly, the true scope of protection of the invention should be defined only by the appended claims.
이상 기술한 바와 같이 본 발명에 따라 투과 전극을 형성하면 박막 트랜지스터 표시판을 형성하기 위한 공정을 간소화하여 생산성 및 수율을 향상시킬 수 있다. As described above, when the transmissive electrode is formed according to the present invention, the process for forming the thin film transistor array panel may be simplified to improve productivity and yield.
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