KR101392208B1 - 표시기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 표시장치 - Google Patents
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Abstract
배선중첩 커패시턴스가 감소된 표시기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 표시장치가 개시된다. 표시기판은 베이스 기판, 게이트 배선, 게이트 절연막, 데이터 배선, 박막 트랜지스터 및 화소전극을 포함한다. 게이트 배선은 베이스 기판 상에 제1 방향으로 형성된다. 게이트 절연막은 게이트 배선을 덮도록 베이스 기판 상에 형성된다. 데이터 배선은 게이트 절연막 상에 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 형성되고, 게이트 배선과 교차되는 영역에 게이트 배선과의 사이로 에어갭(air gap)을 형성하며, 에어갭과 연결되는 적어도 하나의 식각홀을 갖는다. 박막 트랜지스터는 게이트 배선 및 데이터 배선과 전기적으로 연결된다. 화소전극은 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된다. 이와 같이, 게이트 배선 및 데이터 배선 사이에 에어갭이 형성됨에 따라, 게이트 배선 및 데이터 배선 사이에 형성되는 배선중첩 커패시턴스가 감소될 수 있다.
에어갭, 희생패턴
Description
본 발명은 표시기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 표시장치에 사용되는 표시기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시장치는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시패널 및 상기 액정 표시패널의 하부에 배치되어 상기 액정 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
상기 액정 표시패널은 제1 기판, 제1 기판과 대향하는 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 제1 기판은 제1 방향으로 형성된 게이트 배선, 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 형성된 데이터 배선, 상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소전극을 포함한다.
상기 데이터 배선은 상기 게이트 배선과 교차됨에 따라, 상기 데이터 배선 및 상기 게이트 배선 사이에는 배선중첩 커패시턴스가 형성되고, 그 결과 상기 액정 표시패널의 부하(load)가 증가된다. 즉, 상기 게이트 배선으로 인가되는 게이트 신호 또는 상기 데이터 배선으로 인가되는 데이터 신호는 상기 배선중첩 커패시턴스 만큼의 부하를 더 느끼게 되어, 상기 게이트 신호 및 상기 데이터 신호의 딜레이가 발생될 수 있다.
따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 배선중첩 커패시턴스를 감소시킨 표시기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표시기판을 제조하기 위한 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 표시기판을 구비하는 표시장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 의한 표시기판은 베이스 기판, 게이트 배선, 게이트 절연막, 데이터 배선, 박막 트랜지스터 및 화소전극을 포함한다.
상기 게이트 배선은 상기 베이스 기판 상에 제1 방향으로 형성된다. 상기 게이트 절연막은 상기 게이트 배선을 덮도록 상기 베이스 기판 상에 형성된다. 상 기 데이터 배선은 상기 게이트 절연막 상에 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 형성되고, 상기 게이트 배선과 교차되는 영역에 상기 게이트 배선과의 사이로 에어갭(air gap)을 형성하며, 상기 에어갭과 연결되는 적어도 하나의 식각홀을 갖는다. 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선과 전기적으로 연결된다. 상기 화소전극은 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된다.
상기 식각홀은 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선이 교차되는 영역의 중심과 실질적으로 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
상기 에어갭은 상기 게이트 절연막에 의해 노출된 상기 게이트 배선의 일부 및 상기 데이터 배선 사이에 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 에어갭은 상기 게이트 절연막 및 상기 데이터 배선 사이에 형성될 수 있다.
상기 표시기판은 상기 에어갭 및 상기 데이터 배선 사이에 형성된 교차영역 절연패턴을 더 포함할 수 있다. 상기 교차영역 절연패턴은 상기 박막 트랜지스터의 반도체 패턴과 동일한 층으로부터 형성된다.
상기 표시기판은 상기 데이터 배선 및 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 상기 게이트 절연막 상에 형성되고, 상기 에어갭과 대응되는 위치로 상기 데이터 배선의 일부를 노출시키는 패시베이션막을 더 포함할 수 있다.
상기 표시기판은 상기 패시베이션막 상에 형성되고, 상기 패시베이션막에 의해 노출된 상기 데이터 배선의 일부를 노출시키는 유기 절연막을 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 의한 표시기판의 제조방법으로, 우선 베이스 기판 상에 게이트 배선을 형성하고, 상기 게이트 배선을 덮도록 상기 베이스 기판 상에 게이트 절연막을 형성한다. 이어서, 상기 게이트 절연막 상에 상기 게이트 배선과 교차되도록 데이터 배선을 형성하고, 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 형성한다. 이어서, 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선이 서로 교차되는 영역에 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선 사이로 에어갭을 형성한다. 이어서, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 화소전극을 형성한다.
상기 에어갭을 형성하는 방법으로, 식각액을 통해 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선 사이에 위치하는 상기 게이트 절연막의 일부를 제거할 수 있다. 상기 식각액은 수소화불소 용액을 포함할 수 있다.
상기 게이트 절연막의 일부를 제거하는 과정에서, 상기 데이터 배선의 식각홀을 통해 인가된 상기 식각액에 의해 상기 게이트 절연막의 일부를 제거할 수 있다.
상기 표시시판의 제조방법으로, 상기 데이터 배선 및 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 상기 게이트 절연막 상에 패시베이션막을 더 형성할 수 있다. 상기 에어갭을 형성할 때, 상기 식각액을 통해 상기 패시베이션막의 일부를 제거할 수 있다. 상기 패시베이션막의 일부를 제거할 때, 상기 화소전극을 상기 박막 트랜지스터의 일부와 전기적으로 연결시키기 위한 콘택홀을 상기 패시베이션막에 형성할 수 있다.
상기 표시기판의 제조방법으로, 상기 패시베이션막 상에 유기 절연막을 더 형성할 수 있다. 상기 에어갭을 형성하는 할 때, 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선이 서로 교차되는 영역이 노출되도록 상기 유기 절연막의 일부를 제거한 후, 상기 식각액을 통해 상기 유기 절연막에 의해 노출된 상기 패시베이션막의 일부를 제거할 수 있다.
한편, 상기 표시기판의 제조방법으로, 상기 데이터 배선이 형성되기 전에, 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선이 서로 교차되는 영역과 대응되도록 상기 게이트 절연막 상에 희생패턴을 더 형성할 수 있다. 이때, 상기 에어갭을 형성하는 방법으로, 식각액을 통해 상기 희생패턴을 제거할 수 있다. 상기 희생패턴은 상기 게이트 절연막보다 상기 식각액에 의한 식각비(etch rate)가 높은 유기물 또는 무기물을 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 의한 표시장치는 제1 기판, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 및 상기 제1 및 제2 기판들 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
상기 제1 기판은 베이스 기판, 게이트 배선, 게이트 절연막, 데이터 배선, 박막 트랜지스터 및 화소전극을 포함한다. 상기 게이트 배선은 상기 베이스 기판 상에 제1 방향으로 형성된다. 상기 게이트 절연막은 상기 게이트 배선을 덮도록 상기 베이스 기판 상에 형성된다. 상기 데이터 배선은 상기 게이트 절연막 상에 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 형성되고, 상기 게이트 배선과 교차되는 영역에 상기 게이트 배선과의 사이로 에어갭(air gap)을 형성하며, 상기 에어갭과 연결되는 적어도 하나의 식각홀을 갖는다. 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선과 전기적으로 연결된다. 상기 화소전극은 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된다.
본 발명에 따르면, 게이트 배선 및 데이터 배선 사이에 에어갭이 형성됨에 따라, 게이트 배선 및 데이터 배선 사이에 형성되는 배선중첩 커패시턴스가 감소될 수 있고, 그로 인해, 표시장치의 부하(load)가 감소되어 신호 딜레이가 억제될 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하 나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 표시장치는 제1 기판(100), 제2 기판(200) 및 액정층(300)을 포함하여, 광을 이용하여 영상을 표시한다.
상기 제1 기판(100)은 일례로, 매트릭스 형태로 배열된 복수의 단위화소들로 이루어진다.
상기 제2 기판(200)은 상기 제1 기판(100)과 대향하여 배치된다. 상기 제2 기판(200)은 상기 단위화소들과 대응되는 위치에 형성된 컬러필터들 및 기판 전면에 형성된 공통전극을 포함할 수 있다. 상기 컬러필터들은 일례로, 적색 컬러필터들, 녹색 컬러필터들 및 청색 컬러필터들을 포함할 수 있다. 상기 컬러필터들은 상기 제2 기판(200)에 포함되는 것이 아니라 상기 제1 기판(100)에 포함될 수도 있다.
상기 액정층(300)은 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200) 사이에 개재된다. 상기 액정층(300) 내의 액정들의 배열은 상기 화소전극들 및 상기 공통전극 사이에 형성된 전기장에 의해 변경된다. 상기 액정들의 배열이 변경되면, 상기 액정들을 투과하는 광의 광투과율이 변경되고, 그 결과 영상이 외부로 표시될 수 있다.
한편, 상기 표시장치는 상기 제1 기판(100)의 하부에서 상기 제1 기판(100)으로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 2는 도 1의 표시장치 중 제1 기판의 단위화소를 확대해서 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 제1 기판(100)은 베이스 기판(110), 게이트 배선들(120), 게이트 절연막(130), 데이터 배선들(140), 교차영역 절연패턴들(150), 박막 트랜지스터들(TFT), 패시베이션막(160), 유기 절연막(170) 및 화소전극들(180)을 포함할 수 있다.
상기 베이스 기판(110)은 플레이트 형상을 갖는다. 상기 베이스 기판(110)은 투명한 물질, 일례로 유리, 석영, 합성수지 등으로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 배선들(120)은 상기 베이스 기판(110) 상에 형성된다. 상기 게이트 배선들(120)은 상기 제1 방향(DI1)으로 길게 연장되고, 상기 제1 방향(DI1)과 교차되는 제2 방향(DI2)을 따라 병렬로 배치된다. 상기 제1 및 제2 방향들은 서로 직교할 수 있다. 상기 게이트 배선(GL)들 각각은, 예를 들어, 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다.
상기 게이트 절연막(130)은 상기 게이트 배선(120)들을 덮도록 상기 베이스 기판(110) 상에 형성된다. 상기 게이트 절연막(120)은, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx) 및 산화 실리콘(SiOx) 등으로 이루어질 수 있다.
상기 데이터 배선들(140)은 상기 게이트 절연막(110) 상에 형성된다. 상기 데이터 배선들(140)은 상기 제2 방향(DI2)으로 길게 연장되고, 상기 제1 방향(DI1)을 따라 병렬로 배치된다. 상기 데이터 배선(140)은, 예를 들어, 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴-텅스텐 합금(MoW), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti) 등을 포함할 수 있다.
상기 게이트 절연막(130)은 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차되는 영역들에는 형성되지 않는다. 즉, 상기 게이트 절연막(130)은 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차되는 영역들에 대응하여 상기 게이트 배선들(120)의 일부를 노출시킬 수 있다. 상기 게이트 절연막(130)은 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차되는 영역들보다 사방으로 확장된 영역들까지 형성되지 않을 수 있다.
상기 게이트 절연막(130)이 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선 들(140)이 서로 교차되는 영역들에 형성되지 않음에 따라, 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차되는 영역들 각각에 에어갭들(air gaps, AG)이 형성될 수 있다. 상기 에어갭들(AG)은 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140) 사이에 형성된다. 상기 에어갭들(AG)은 모든 물질들 중에 가장 낮은 유전율, 즉 1을 갖는다. 그 결과, 상기 에어갭들(AG)은 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140) 사이에 형성되는 배선중첩 커패시턴스들을 감소시킬 수 있다.
상기 교차영역 절연패턴들(150)은 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차되는 영역들에 각각 형성된다. 상기 교차영역 절연패턴들(150)은 상기 에어갭들(AG) 및 상기 데이터 배선들(140) 사이에 각각 형성된다. 그로 인해, 상기 교차영역 절연패턴들(150)은 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140) 사이에 형성되는 상기 배선중첩 커패시턴스들을 더욱 감소시킬 수 있다. 본 실시예에서, 상기 교차영역 절연패턴들(150)은 생략될 수 있다.
상기 박막 트랜지스터들(TFT) 각각은 상기 게이트 배선(120)과 전기적으로 연결된 게이트 전극(G), 상기 게이트 전극(G)과 중첩되도록 상기 게이트 절연막(130) 상에 형성된 반도체 패턴(P), 상기 데이터 배선(140)과 전기적으로 연결된 소스 전극(S), 및 상기 소스 전극(S)과 이격된 드레인 전극(D)을 포함한다.
상기 게이트 전극(G)은 상기 게이트 배선(120)으로부터 돌출되어, 상기 베이스 기판(110) 상에 형성될 수 있다. 상기 게이트 전극(G)은 상기 게이트 절연막(130)에 의해 덮여진다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(G)은 상기 게이트 배 선(120)으로부터 실질적으로 상기 제2 방향(DI2)과 평행한 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 게이트 전극(G)은 상기 게이트 배선(120)의 일부분일 수 있다.
상기 소스 전극(S)은 상기 데이터 배선(140)으로부터 돌출되어, 상기 게이트 절연막(130) 상에 형성될 수 있다. 상기 소스 전극(S)의 일부분은 상기 반도체 패턴(P)과 중첩되도록 상기 반도체 패턴(P) 상에 형성된다. 예를 들어, 상기 소스 전극(S)은 상기 데이터 배선(140)으로부터 실질적으로 상기 제1 방향(DI1)과 평행한 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 소스 전극(S)은 상기 데이터 배선(140)의 일부분일 수도 있다.
상기 드레인 전극(D)은 상기 소스 전극(S)과 이격되도록 상기 게이트 절연막(130) 상에 형성된다. 상기 드레인 전극(D)의 일부분은 상기 반도체 패턴(P)과 중첩되도록 상기 반도체 패턴(P) 상에 형성된다.
상기 반도체 패턴(P)은 액티브 패턴(AP) 및 오믹콘택 패턴(OP)을 포함할 수 있다. 상기 액티브 패턴(AP)은 상기 게이트 전극(G)과 중첩되도록 상기 게이트 절연막(130) 상에 형성된다. 상기 액티브 패턴(AP)은 일례로, 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 미세결정 실리콘(micro-crystalline silicon)으로 이루어질 수 있다. 상기 오믹콘택 패턴(OP)은 상기 소스 전극(S)과 상기 액티브 패턴(AP) 사이 및 상기 드레인 전극(D)과 상기 액티브 패턴(AP) 사이에 형성된다. 상기 오믹콘택 패턴(OP)은 상기 소스 전극(S)과 상기 액티브 패턴(AP) 사이의 접촉저항 및 상기 드레인 전극(D)과 상기 액티브 패턴(AP) 사이의 접촉저항을 감소시킬 수 있다. 상기 오믹콘택 패턴(OP)은 일례로, 고밀도 이온주입 비정질 실리콘 또는 고밀도 이온주입 미세결정 실리콘일 수 있다.
한편, 상기 교차영역 절연패턴(150)은 상기 반도체 패턴(P)과 동일한 제조공정에 의해 형성될 수 있다. 즉, 상기 교차영역 절연패턴(150)은 상기 반도체 패턴(P)과 실질적으로 동일한 물질 및 동일한 구조를 가질 수 있다.
상기 패시베이션막(160)은 상기 데이터 배선들(140) 및 상기 박막 트랜지스터들(150)을 덮도록 상기 게이트 절연막(130) 상에 형성된다. 상기 패시베이션막(160)은, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx) 및 산화 실리콘(SiOx) 등으로 이루어질 수 있다.
상기 패시베이션막(160)은 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차하는 영역들에 대응하여 상기 데이터 배선들(140)의 일부를 노출시킨다. 즉, 상기 패시베이션막(160)은 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차하는 영역들에 형성되지 않고, 상기 게이트 절연막(130) 상에 형성된다. 그 결과, 상기 패시베이션막(160)은 상기 게이트 절연막(130)에 의해 노출된 상기 게이트 배선들(120)의 일부를 노출시킬 수 있다.
상기 유기 절연막(170)은 상기 패시베이션막(160) 상에 형성된다. 상기 유기 절연막(170)은, 예를 들어, 약 2㎛ 이상의 두께를 가질 수 있다. 상기 유기 절연막(170)의 상면은 상기 베이스 기판(110)과 실질적으로 평행하게 형성될 수 있다.
상기 유기 절연막(170)은 상기 게이트 절연막(130) 및 상기 패시베이션 막(160)에 의해 노출된 상기 게이트 배선들(120)의 일부를 커버할 수 있다. 예를 들어, 상기 유기 절연막(170)은 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차되는 영역들을 제외한 상기 게이트 절연막(130) 및 상기 패시베이션막(160)에 의해 노출된 상기 게이트 배선들(120)의 일부를 커버할 수 있다. 그로 인해, 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140) 사이에 상기 에어갭들(AG)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 에어갭들(AG)이 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차되는 영역들 각각에 대응하여, 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140) 사이로 형성될 수 있다.
상기 화소전극들(180)은 상기 단위화소들 내에 각각 형성된다. 상기 화소전극들(180)은 상기 패시베이션막(130) 및 상기 유기 절연막(160)에 형성된 콘택홀들(CH)을 통해 상기 박막 트랜지스터들(TFT)의 드레인 전극들(D)과 각각 전기적으로 연결된다. 상기 화소전극들(180) 각각은 투명한 도전성 물질로 이루어지고, 일례로 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
상기 콘택홀들(CH) 각각은 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(D)의 일부를 노출시키도록 상기 패시베이션막(130)에 형성된 제1 콘택홀(162) 및 상기 제1 콘택홀(162)과 대응되도록 상기 유기 절연막(170)에 형성된 제2 콘택홀(172)을 포함한다.
한편, 도 2 및 도 3에 의해 설명된 상기 제1 기판(100)은 5 마스크(mask) 공정에 의해 제조된 구조를 갖고 있으나, 이와 다르게 3, 4 또는 6 마스크 등의 공정에 의해 제조된 구조를 가질 수도 있다.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 제1 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4a를 참조하면, 상기 제1 기판(100)의 제조방법으로, 우선 상기 베이스 기판(110) 상에 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 게이트 전극들(G)을 형성한다.
이어서, 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 게이트 전극들(G)을 덮도록 상기 베이스 기판(110) 상에 상기 게이트 절연막(130)을 형성한다.
상기 게이트 절연막(130) 상에 반도체층을 형성한 후, 상기 반도체층을 패터닝하여 상기 반도체 패턴들(P) 및 상기 교차영역 절연패턴들(150)을 형성한다. 본 실시예에서, 상기 교차영역 절연패턴들(150)은 형성되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체층은 상기 게이트 절연막(130) 상에 형성되고 비정질 실리콘 또는 미세결정 실리콘으로 이루어진 액티브층, 및 상기 액티브층 상에 형성되고 고밀도 이온주입 비정질 실리콘 또는 고밀도 이온주입 미세결정 실리콘으로 이루어진 오믹콘택층을 포함할 수 있다.
이어서, 상기 반도체 패턴들(P) 및 상기 교차영역 절연패턴들(150)을 덮도록 상기 게이트 절연막(130) 상에 금속층을 형성한 후, 상기 금속층을 패터닝하여 상기 데이터 배선들(140), 상기 소스 전극들(S) 및 상기 드레인 전극들(D)을 형성한다. 또한, 상기 소스 전극들(S) 및 상기 드레인 전극들(D)을 마스크로 이용하여 상기 반도체 패턴들(P)의 상기 오믹콘택 패턴(OP)의 일부를 제거한다.
이어서, 상기 데이터 배선들(140) 및 상기 박막 트랜지스터들(TFT)을 덮도록 상기 게이트 절연막(130) 상에 상기 패시베이션막(160)을 형성한다.
한편, 상기 제1 기판(100)의 제조방법으로, 위에서 상기 반도체층을 패터닝한 후, 상기 금속층을 패터닝하는 것으로 설명하였으나, 이와 다르게 상기 반도체층 상에 상기 금속층을 형성한 후, 상기 금속층을 패터닝한 후 상기 반도체층을 패터닝할 수도 있다. 그 외 다른 여러 공정들을 통해, 상기 제1 기판(100)의 상기 박막 트랜지스터들(TFT)이 제조될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 상기 패시베이션막(130)을 형성한 후, 상기 패시베이션막(130) 상에 포토 레지스트층을 형성한 후, 상기 포토 레지스트층을 패터닝하여 포토 레지스트 패턴(PR)을 형성한다.
상기 포토 레지스트 패턴(PR)은 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차하는 영역들을 노출시킨다. 상기 포토 레지스트 패턴(PR)은 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차하는 영역들보다 약간 더 확장된 영역까지 노출시킬 수 있다. 또한, 상기 포토 레지스트 패턴(PR)은 상기 박막 트랜지스터들(TFT)의 상기 드레인 전극들(D)과 대응되는 상기 패시베이션막(160)의 일부도 노출시킨다.
이어서, 식각액을 이용하여 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차하는 영역들과 대응되는 위치에 배치된 상기 패시베이션막(160)의 일부 및 상기 게이트 절연막(130)의 일부를 제거한다. 또한, 상기 식각액은 상기 박막 트랜지스터들(TFT)의 상기 드레인 전극들(D)과 대응되는 상기 패시베이션막(160)의 일부도 제거할 수 있고, 그로 인해 상기 패시베이션막(160)에 상기 제1 콘택홀들(162)이 형성될 수 있다.
상기 식각액은 상기 포토 레지스트 패턴(PR)의 개구부들을 통해 인가되어 일차적으로 상기 패시베이션막(160)의 일부를 제거한다. 그로 인해, 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차하는 영역들과 대응되는 상기 데이터 배선들(140)의 일부가 노출된다.
이어서, 상기 식각액은 상기 포토 레지스트 패턴(PR)과 상기 데이터 배선들(140) 사이에 형성된 통로를 통해 상기 게이트 절연막(130)으로 인가되어, 상기 게이트 절연막(130)의 일부를 제거한다. 이후, 상기 식각액은 상기 베이스 기판(110)의 평면방향으로 이동하면서 상기 게이트 절연막(130)의 일부 또는 상기 패시베이션막(160)의 일부를 제거할 수 있다. 그로 인해, 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140) 사이에는 상기 에어갭들(AG)이 형성된다. 즉, 상기 교차영역 절연패턴들(150) 및 상기 게이트 배선들(120) 사이에는 상기 게이트 절연막(130)의 일부가 제거되어 상기 에어갭들(AG)이 형성된다.
상기 식각액은 묽은 수소화불소 용액(BHF)을 포함할 수 있다. 상기 묽은 수소화불소 용액(BHF)은 일례로, 증류수에 대한 수소화불소의 부비피가 약 5% ~ 약 15%의 범위를 갖는 용액일 수 있다. 한편, 상기 식각액은 묽은 수소화불소 용액(BHF)을 포함할 경우, 상기 데이터 배선들(140) 또는 상기 게이트 배선들(120)은 상기 식각액에 의해 표면이 부식 또는 제거되지 않도록 구리(CU), 몰리브덴(Mo) 등으로 이루어질 수 있다.
도 3을 다시 참조하면, 상기 식각액을 통해 상기 패시베이션막(160)의 일부 및 상기 게이트 절연막(130)의 일부를 제거한 후, 상기 포토 레지스트 패턴(PR)을 제거한다.
이어서, 상기 패시베이션막(160) 상에 상기 유기 절연막(170)을 형성한다. 상기 유기 절연막(170)은 상기 게이트 절연막(130) 및 상기 패시베이션막(160)에 의해 노출된 상기 게이트 배선들(120)의 일부를 커버할 수 있다. 예를 들어, 상기 유기 절연막(170)은 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차되는 영역들을 제외한 상기 게이트 절연막(130) 및 상기 패시베이션막(160)에 의해 노출된 상기 게이트 배선들(120)의 일부를 커버할 수 있다.
상기 유기 절연막(170)에는 상기 제1 콘택홀들(162)과 대응되는 위치에 상기 제2 콘택홀들(172)이 형성된다. 그 결과, 상기 박막 트랜지스터들(TFT)의 상기 드레인 전극들(D)의 일부는 상기 제1 및 제2 콘택홀들(162, 172)에 의해 노출된다.
마지막으로, 상기 유기 절연막(170) 상에 상기 화소전극들(180)을 형성한다. 상기 화소전극들(180)은 상기 단위화소들 내에 각각 형성되고, 상기 제1 및 제2 콘택홀들(162, 172)을 통해 상기 드레인 전극들(D)의 일부와 전기적으로 연결된다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치 중 제1 기판의 일부를 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 의한 제1 기판은 유기 절연막(170)의 일부를 제외하면, 도 3에 도시된 제1 기판과 실질적으로 동일하므로, 상기 유기 절연막(170)의 일부를 제외한 다른 구성요소들에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 유기 절연막(170)에는 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차되는 영역들에 각각 대응되는 위치에 형성되어, 상기 데이터 배선들(140)의 일부를 노출시키는 개구부들(174)이 형성된다.
상기 유기 절연막(170) 및 상기 데이터 배선들은 서로 이격되어 통로를 형성할 수 있다. 상기 패시베이션막(160) 및 상기 게이트 절연막(130)에 의해 노출된 상기 게이트 배선들(120)의 일부와, 상기 유기 절연막(170) 사이에는 상기 에어갭들(AG)과 동일한 공간들이 형성될 수 있다.
도 6은 도 5의 제1 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 의한 제1 기판의 제조방법은 상기 패시베이션막(160)을 형성하는 단계까지는 도 3, 도 4a 및 도 4b를 통해 설명한 제1 기판의 제조방법과 실질적으로 동일하므로, 상기 패시베이션막(160)을 형성하기까지의 제조과정은 생략하기로 한다.
상기 패시베이션막(160)을 형성한 후, 상기 패시베이션막 상에 상기 제2 콘택홀들(172) 및 상기 개구부들(174)을 갖는 상기 유기 절연막(170)을 형성한다.
상기 제2 콘택홀들(172)은 상기 박막 트랜지스터들(TFT)의 상기 드레인 전극들(D)의 일부와 대응되는 위치에 형성되고, 상기 개구부들(174)은 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차되는 영역들에 각각 대응되는 위치에 형성된다.
이어서, 상기 유기 절연막(170)의 상기 개구부들(174)로 인가되는 식각액을 통해 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차하는 영역들과 대응되는 위치에 배치된 상기 패시베이션막(160)의 일부 및 상기 게이트 절연막(130)의 일부를 제거한다. 또한, 상기 식각액은 상기 유기 절연막(170)의 상기 제2 콘택홀들(172)을 통해 상기 박막 트랜지스터들(TFT)의 상기 드레인 전극들(D)과 대응되는 상기 패시베이션막(160)의 일부도 제거하고, 그로 인해 상기 패시베이션막(160)에 상기 제1 콘택홀들(162)이 형성된다.
상기 식각액은 상기 유기 절연막(170)의 상기 개구부들(174)을 통해 인가되어 일차적으로 상기 패시베이션막(160)의 일부를 제거한다. 그로 인해, 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차하는 영역들과 대응되는 상기 데이터 배선들(140)의 일부가 노출된다.
이어서, 상기 식각액은 상기 유기 절연막(170)과 상기 데이터 배선들(140) 사이에 형성된 통로를 통해 상기 게이트 절연막(130)으로 인가되어, 상기 게이트 절연막(130)의 일부를 제거한다. 이후, 상기 식각액은 상기 베이스 기판(110)의 평면방향으로 이동하면서 상기 게이트 절연막(130)의 일부 또는 상기 패시베이션막(160)의 일부를 제거할 수 있다. 그로 인해, 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140) 사이에는 상기 에어갭들(AG)이 형성된다.
상기 식각액은 묽은 수소화불소 용액(BHF)을 포함할 수 있다. 상기 묽은 수소화불소 용액(BHF)은 일례로, 증류수에 대한 수소화불소의 부비피가 약 5% ~ 약 15%의 범위를 갖는 용액일 수 있다.
도 5를 다시 참조하면, 상기 게이트 절연막(130)의 일부 또는 상기 패시베이션막(160)의 일부를 제거한 후, 상기 유기 절연막(170) 상에 상기 화소전극들(180)을 형성한다. 상기 화소전극들(180)은 상기 단위화소들 내에 각각 형성되고, 상기 제1 및 제2 콘택홀들(162, 172)을 통해 상기 드레인 전극들(D)의 일부와 전기적으 로 연결된다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치 중 제1 기판의 단위화소를 확대해서 도시한 평면도이고, 도 8은 도 7의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 의한 제1 기판은 데이터 배선들(140)의 일부 및 교차영역 절연패턴들(150)의 일부를 제외하면, 도 3에 도시된 제1 기판과 실질적으로 동일하므로, 상기 데이터 배선들(140)의 일부 및 상기 교차영역 절연패턴들(150)의 일부를 제외한 다른 구성요소들에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 데이터 배선들(140) 및 상기 교차영역 절연패턴들(150)에는 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차되는 영역들에 각각 식각홀들(142)이 형성된다. 즉, 상기 게이트 배선(120) 및 상기 데이터 배선(140)이 서로 교차되는 영역 내에 적어도 하나의 식각홀(142)이 형성된다. 상기 식각홀(142)은 상기 게이트 배선(120) 및 상기 데이터 배선(140)이 서로 교차되는 영역의 중심과 실질적으로 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 여기서, 상기 식각홀들(142)이 상기 유기 절연막(170)으로 채워질 수 있다.
본 실시예에서, 상기 교차영역 절연패턴(150)이 생략될 경우, 상기 식각홀(142)은 상기 데이터 배선(140)에만 형성될 수 있다. 도 7 및 도 8과 달리, 상기 게이트 배선(120) 및 상기 데이터 배선(140)이 서로 교차되는 영역들 내에 다수의 식각홀들이 형성될 수도 있다. 상기 다수의 식각홀들은 일정한 간격으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 일례로, 상기 다수의 식각홀들은 상기 게이트 배 선(120) 및 상기 데이터 배선(140)이 서로 교차되는 영역들 내에서 매트릭스 형태로 배열될 수도 있다.
한편, 상기 패시베이션막(160) 및 상기 게이트 절연막(130)에 의해 노출되는 상기 게이트 배선(120)의 영역은 도 3에서의 상기 패시베이션막(160) 및 상기 게이트 절연막(130)에 의해 노출되는 상기 게이트 배선(120)의 영역보다 감소될 수 있다.
도 9는 도 8의 제1 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 의한 제1 기판의 제조방법은 상기 포토 레지스트 패턴(PR)을 형성하는 단계까지는 도 3, 도 4a 및 도 4b를 통해 설명한 제1 기판의 제조방법과 실질적으로 동일하므로, 상기 포토 레지스트 패턴(PR)을 형성하는 단계는 생략하기로 한다.
상기 포토 레지스트 패턴(PR)을 형성한 후, 식각액을 이용하여 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차하는 영역들과 대응되는 위치에 배치된 상기 패시베이션막(160)의 일부 및 상기 게이트 절연막(130)의 일부를 제거한다. 또한, 상기 식각액은 상기 박막 트랜지스터들(TFT)의 상기 드레인 전극들(D)과 대응되는 상기 패시베이션막(160)의 일부도 제거할 수 있고, 그로 인해 상기 패시베이션막(160)에 상기 제1 콘택홀들(162)이 형성될 수 있다.
상기 식각액은 상기 포토 레지스트 패턴(PR)의 개구부들을 통해 인가되어 일차적으로 상기 패시베이션막(160)의 일부를 제거한다. 그로 인해, 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차하는 영역들과 대응되는 상기 데이터 배선들(140)의 일부가 노출된다.
이어서, 상기 식각액은 상기 포토 레지스트 패턴(PR)과 상기 데이터 배선들(140) 사이에 형성된 통로와, 상기 데이터 배선들(140) 및 상기 교차영역 절연패턴들(150)에 형성된 상기 식각홀들(142)을 통해 상기 게이트 절연막(130)으로 인가되어, 상기 게이트 절연막(130)의 일부를 제거한다. 그로 인해, 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140) 사이에는 상기 에어갭들(AG)이 형성된다. 즉, 상기 교차영역 절연패턴들(150) 및 상기 게이트 배선들(120) 사이에는 상기 게이트 절연막(130)의 일부가 제거되어 상기 에어갭들(AG)이 형성된다.
여기서, 상기 식각액이 상기 식각홀들(142)을 통해 인가되어 상기 게이트 절연막(130)의 일부를 제거함에 따라, 상기 게이트 절연막(130)이 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차하는 영역들로부터 사방으로 확장된 영역들까지 제거되는 것을 방지할 수 있다. 그로 인해, 상기 패시베이션막(160) 및 상기 게이트 절연막(130)에 의해 노출되는 상기 게이트 배선(120)의 영역이 최소화될 수 있다.
상기 식각액은 묽은 수소화불소 용액(BHF)을 포함할 수 있다. 상기 묽은 수소화불소 용액(BHF)은 일례로, 증류수에 대한 수소화불소의 부비피가 약 5% ~ 약 15%의 범위를 갖는 용액일 수 있다.
도 8을 다시 참조하면, 상기 식각액을 이용하여 상기 패시베이션막(160)의 일부 및 상기 게이트 절연막(130)의 일부를 제거한 후, 상기 포토 레지스트 패턴(PR)을 제거한다.
이어서, 상기 패시베이션막(160) 상에 상기 유기 절연막(170)을 형성한다. 상기 유기 절연막(170)은 상기 게이트 절연막(130) 및 상기 패시베이션막(160)에 의해 노출된 상기 게이트 배선들(120)의 일부를 커버할 수 있다.
상기 유기 절연막(170)에는 상기 제1 콘택홀들(162)과 대응되는 위치에 상기 제2 콘택홀들(172)이 형성된다. 그 결과, 상기 박막 트랜지스터들(TFT)의 상기 드레인 전극들(D)의 일부는 상기 제1 및 제2 콘택홀들(162, 172)에 의해 노출된다.
마지막으로, 상기 유기 절연막(170) 상에 상기 화소전극들(180)을 형성한다. 상기 화소전극들(180)은 상기 단위화소들 내에 각각 형성되고, 상기 제1 및 제2 콘택홀들(162, 172)을 통해 상기 드레인 전극들(D)의 일부와 전기적으로 연결된다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시장치 중 제1 기판의 단위화소를 확대해서 도시한 평면도이고, 도 11은 도 10의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 절단한 단면도이며, 도 12는 도 10의 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 10, 도 11 및 도 12를 참조하면, 본 실시예에 의한 제1 기판은 게이트 배선들(120) 및 데이터 배선들(140)이 서로 교차되는 영역들과 관련된 특징들을 제외하면, 도 3에 도시된 제1 기판과 실질적으로 동일하므로, 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차되는 영역들과 관련된 특징을 제외한 다른 특징들에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 데이터 배선들(140)은 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차되는 영역들에 대응하여 상기 게이트 절연막(130)에 대하여 상측으로 굴곡된 형상을 갖는다. 그로 인해, 상기 게이트 배선들(120)을 덮는 상기 게이트 절연막(130) 및 상기 데이터 배선들(140) 사이에 에어갭들(AG)이 형성된다. 즉, 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140)이 서로 교차되는 영역들에 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 데이터 배선들(140) 사이로 각각 상기 에어갭들(AG)이 형성된다.
도 13a 및 도 13b는 도 11의 제1 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4a 및 도 13a를 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 제1 기판의 제조방법으로, 우선 상기 베이스 기판(110) 상에 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 게이트 전극들(G)을 형성한다.
이어서, 상기 게이트 배선들(120) 및 상기 게이트 전극들(G)을 덮도록 상기 베이스 기판(110) 상에 상기 게이트 절연막(130)을 형성한다.
이어서, 상기 게이트 절연막(130) 상에 반도체층을 형성한 후, 상기 반도체층을 패터닝하여 상기 반도체 패턴들(P)을 형성한다. 또한, 상기 게이트 절연막(130) 상에 희생층을 형성한 후, 상기 희생층을 패터닝하여 희생패턴들(SAP)을 형성한다. 여기서, 상기 반도체 패턴들(P)을 먼저 형성한 후 나중에 상기 희생패턴들(SAP)을 형성할 수 있지만, 상기 희생패턴들(SAP)을 먼저 형성한 후, 나중에 상기 반도체 패턴들(P)을 형성할 수 있다.
이어서, 상기 희생패턴들(SAP) 및 상기 반도체 패턴들(P)을 덮도록 금속층을 형성한 후, 상기 금속층을 패터닝하여 상기 데이터 배선들(140), 상기 소스 전극들(S) 및 상기 드레인 전극들(D)을 형성한다.
도 4a 및 도 13b를 참조하면, 상기 금속층을 패터닝한 후, 패턴 식각액을 통해 상기 희생패턴들(SAP)을 제거하여, 상기 데이터 배선들(140) 및 상기 게이트 배선들(120) 사이에 상기 에어갭들(AG)이 형성된다.
상기 희생패턴들(SAP)은 상기 게이트 절연막(130)보다 상기 패턴 식각액에 대한 식각비(etch rate)가 높은 유기물 또는 무기물로 이루어진다. 즉, 상기 희생패턴들(SAP)은 상기 게이트 절연막(130)보다 상기 패턴 식각액에 의해 더 잘 식각되는 물질로 이루어진다. 바람직하게, 상기 게이트 절연막(130)은 거의 식각되지 않고, 상기 희생패턴들(SAP)만 식각되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 상기 희생패턴들(SAP)은 포토 레지스트 물질로 이루어질 수 있다. 또는, 상기 희생패턴들(SAP)은 상기 게이트 절연막보다 낮은 밀도를 갖는 질화 실리콘(SiNx) 및 산화 실리콘(SiOx) 등으로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 식각액은 묽은 수소화불소 용액을 포함할 수 있다.
이어서, 상기 소스 전극들(S) 및 상기 드레인 전극들(D)을 마스크로 이용하여 상기 반도체 패턴들(P)의 상기 오믹콘택 패턴(OP)의 일부를 제거한다. 여기서, 상기 오믹콘택 패턴(OP)의 일부를 먼저 제거한 후, 상기 희생층을 나중에 형성할 수도 있다.
이어서, 상기 데이터 배선들(140), 상기 소스 전극들(S) 및 상기 드레인 전극들(D)을 덮도록 상기 패시베이션막(160)을 형성한 후, 상기 패시베이션막(160) 상에 상기 제2 콘택홀들(172)을 갖는 상기 유기 절연막(170)을 형성한다.
이어서, 상기 유기 절연막(170)을 마스크로 사용하여, 상기 패시베이션 막(160)의 일부를 제거하여 상기 제1 콘택홀들(162)을 형성한다. 그 결과, 상기 제1 및 제2 콘택홀들(162, 172)은 상기 박막 트랜지스터들(TFT)의 상기 드레인 전극들(D)의 일부를 노출시킨다.
마지막으로, 상기 유기 절연막(170) 상에 상기 화소전극들(180)을 형성한다. 상기 화소전극들(180)은 상기 단위화소들 내에 각각 형성되고, 상기 제1 및 제2 콘택홀들(162, 172)을 통해 상기 드레인 전극들(D)의 일부와 전기적으로 연결된다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 게이트 배선들 및 데이터 배선들이 서로 교차되는 영역들에 상기 게이트 배선들 및 상기 데이터 배선들 사이로 각각 에어갭들이 형성된다. 상기 에어갭들은 모든 물질들 중에 가장 낮은 유전율, 즉 1을 갖고 있기 때문에, 상기 게이트 배선들 및 상기 데이터 배선들 사이에 형성되는 배선중첩 커패시턴스들을 보다 감소시킬 수 있다. 상기 게이트 배선들에 인가되는 게이트 신호들 또는 상기 데이터 배선들에 인가되는 데이터 신호들이 느끼는 표시장치의 부하가 감소되어, 상기 게이트 신호들 또는 상기 데이터 신호들이 상기 표시장치의 부호로 인해 딜레이는 시간을 보다 감소시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 표시장치 중 제1 기판의 단위화소를 확대해서 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 제1 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치 중 제1 기판의 일부를 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5의 제1 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치 중 제1 기판의 단위화소를 확대해서 도시한 평면도이다.
도 8은 도 7의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 9는 도 8의 제1 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시장치 중 제1 기판의 단위화소를 확대해서 도시한 평면도이다.
도 11은 도 10의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 12는 도 10의 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 13a 및 도 13b는 도 11의 제1 기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 제1 기판 200 : 제2 기판
300 : 액정층 110 : 베이스 기판
120 : 게이트 배선 130 : 게이트 절연막
140 : 데이터 배선 AG : 에어갭
142 : 식각홀 150 : 교차영역 절연패턴
TFT : 박막 트랜지스터 160 : 패시베이션막
170 : 유기 절연막 CH : 콘택홀
180 : 화소전극 SAP : 희생패턴
Claims (20)
- 베이스 기판;상기 베이스 기판 상에 제1 방향으로 형성된 게이트 배선;상기 게이트 배선을 덮도록 상기 베이스 기판 상에 형성된 게이트 절연막;상기 게이트 절연막 상에 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 형성되고, 상기 게이트 배선과 교차되는 영역에 상기 게이트 배선과의 사이로 에어갭(air gap)을 형성하며, 상기 에어갭과 연결되는 적어도 하나의 식각홀을 갖는 데이터 배선;상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터; 및상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소전극을 포함하는 표시기판.
- 제1항에 있어서, 상기 식각홀은 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선이 교차되는 영역의 중심과 실질적으로 대응되는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 표시기판.
- 제1항에 있어서, 상기 에어갭은 상기 게이트 절연막에 의해 노출된 상기 게이트 배선의 일부 및 상기 데이터 배선 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 표시기판.
- 제1항에 있어서, 상기 에어갭은 상기 게이트 절연막 및 상기 데이터 배선 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 표시기판.
- 제1항에 있어서, 상기 에어갭 및 상기 데이터 배선 사이에 형성된 교차영역 절연패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
- 제5항에 있어서, 상기 교차영역 절연패턴은 상기 박막 트랜지스터의 반도체 패턴과 동일한 층으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 표시기판.
- 제1항에 있어서, 상기 데이터 배선 및 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 상기 게이트 절연막 상에 형성되고, 상기 에어갭과 대응되는 위치로 상기 데이터 배선의 일부를 노출시키는 패시베이션막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
- 제7항에 있어서, 상기 패시베이션막 상에 형성되고, 상기 패시베이션막에 의해 노출된 상기 데이터 배선의 일부를 노출시키는 유기 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
- 베이스 기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계;상기 게이트 배선을 덮도록 상기 베이스 기판 상에 게이트 절연막을 형성하 는 단계;상기 게이트 절연막 상에 상기 게이트 배선과 교차되도록 데이터 배선을 형성하는 단계;상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선이 서로 교차되는 영역에 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선 사이로 에어갭을 형성하는 단계; 및상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시기판의 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기 에어갭을 형성하는 단계는식각액을 통해 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선 사이에 위치하는 상기 게이트 절연막의 일부를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
- 제10항에 있어서, 상기 식각액은 수소화불소 용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
- 제10항에 있어서, 상기 게이트 절연막의 일부를 제거하는 단계에서는상기 데이터 배선의 식각홀을 통해 인가된 상기 식각액에 의해 상기 게이트 절연막의 일부를 제거하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
- 제10항에 있어서, 상기 데이터 배선 및 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 상기 게이트 절연막 상에 패시베이션막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 에어갭을 형성하는 단계는상기 식각액을 통해 상기 패시베이션막의 일부를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
- 제14항에 있어서, 상기 패시베이션막의 일부를 제거하는 단계는상기 화소전극을 상기 박막 트랜지스터의 일부와 전기적으로 연결시키기 위한 콘택홀을 상기 패시베이션막에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 패시베이션막 상에 유기 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
- 제16항에 있어서, 상기 에어갭을 형성하는 단계는상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선이 서로 교차되는 영역이 노출되도록 상기 유기 절연막의 일부를 제거하는 단계; 및상기 식각액을 통해 상기 유기 절연막에 의해 노출된 상기 패시베이션막의 일부를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기 데이터 배선이 형성되기 전에, 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선이 서로 교차되는 영역과 대응되도록 상기 게이트 절연막 상에 희생패턴을 형성하는 단계를 더 포함하고,상기 에어갭을 형성하는 단계는 식각액을 통해 상기 희생패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
- 제18항에 있어서, 상기 희생패턴은 상기 게이트 절연막보다 상기 식각액에 의한 식각비(etch rate)가 높은 유기물 또는 무기물을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조방법.
- 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 제1 방향으로 형성된 게이트 배선, 상기 게이트 배선을 덮도록 상기 베이스 기판 상에 형성된 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 형성되고 상기 게이트 배선과 교차되는 영역에 상기 게이트 배선과의 사이로 에어갭을 형성하며 상기 에어갭과 연결되는 적어도 하나의 식각홀을 갖는 데이터 배선, 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터, 및 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소전극을 포함하는 제1 기판;상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판; 및상기 제1 및 제2 기판들 사이에 개재된 액정층을 포함하는 표시장치.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20080122 |
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Patent event date: 20120913 Comment text: Notification of Change of Applicant Patent event code: PN23011R01D |
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| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20130116 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20080122 Comment text: Patent Application |
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Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20140429 Patent event code: PR07011E01D |
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Termination category: Default of registration fee Termination date: 20210210 |