KR20080024338A - Thin film transistor substrate, manufacturing method thereof and display device having same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법 그리고 이를 갖는 표시 장치에 관한 것으로, 표시 영역에 마련된 활성층의 연장 방향과 활성층내에 마련된 결정화 돌기의 연장 방향이 평행이 되도록 하고, 주변회로 영역에 마련된 활성층의 채널내부를 이용하는 캐리어의 이동방향과 활성층 내에 마련된 결정화 돌기의 연장 방향이 수직이 되도록 하여 표시 영역에서의 결정화 얼룩 발생을 방지할 수 있고, 주변 회로 영역의 박막 트랜지스터의 성능을 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법 그리고 이를 갖는 표시 장치가 개시된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor substrate, a method for manufacturing the same, and a display device having the same, wherein the extending direction of the active layer provided in the display area is parallel to the extending direction of the crystallization protrusion provided in the active layer, and the channel of the active layer provided in the peripheral circuit area. A thin film transistor substrate capable of preventing crystallization spots from occurring in the display area by improving the moving direction of the carrier using the inside and the extending direction of the crystallization protrusion provided in the active layer, and improving the performance of the thin film transistor in the peripheral circuit area. And a method of manufacturing the same and a display device having the same.
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 평면 개념도.1 is a schematic plan view of a display panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 일 실시예의 표시 패널이 표시 영역 내의 단위 화소의 평면 개념도.2 is a schematic plan view of a unit pixel in a display area of a display panel according to an exemplary embodiment;
도 3은 주변 회로 영역의 단위 박막 트랜지스터의 평면 개념도.3 is a plan conceptual view of a unit thin film transistor in a peripheral circuit region.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.4 to 7 are views for explaining the manufacturing method of the thin film transistor substrate of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 박막 트랜지스터 기판 110, 210 : 활성층100: thin
120 : 유지 전극 패턴 130 : 게이트 라인120: sustain electrode pattern 130: gate line
131, 231 : 게이트 전극 151, 251 : 소스 전극131 and 231:
153, 253 : 드레인 전극 160, 260 : 박막 트랜지스터153 and 253
180 : 화소 전극180 pixel electrode
본 발명은 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법 그리고 이를 갖는 표시 장치에 관한 것으로, 표시 영역과 주변 회로 영역에 형성되는 활성층의 레이아웃을 다르게 하여 결정화 얼룩의 시인을 방지할 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법 그리고 이를 갖는 표시 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a thin film transistor substrate, a method for manufacturing the same, and a display device having the same. A thin film transistor substrate and a method for manufacturing the same may be prevented by changing the layout of the active layer formed in the display area and the peripheral circuit area. And a display device having the same.
종래에는 저온 다결정 실리콘 박막(Low Temperature Poly-Si; LTPS) 제조 공정을 통해 결정화를 진행하여 높은 이동도 특성을 갖는 박막 트랜지스터를 투광성 절연 기판 상에 제작할 수 있게 되었다. Conventionally, crystallization is performed through a low temperature poly-silicon thin film (LTPS) manufacturing process to fabricate a thin film transistor having high mobility characteristics on a transparent insulating substrate.
이러한 저온 다결정 실리콘 박막의 제조를 위해서는 SLS(Sequential Lateral Solidification) 결정화 기술을 이용하여 기판 상에 다결정 또는 단결정인 입자가 거대 실리콘 그레인을 형성하도록 하였다. 이러한 SLS 결정화 기술을 통해 제작된 저온 다결정 실리콘 박막의 경우 박막의 결정화 방향을 일정한 방향으로 유도할 수 있다. In order to manufacture such a low-temperature polycrystalline silicon thin film, polycrystalline or single crystal particles are formed on the substrate by using sequential lateral solidification (SLS) crystallization technology to form large silicon grains. In the case of the low temperature polycrystalline silicon thin film manufactured by the SLS crystallization technology, the crystallization direction of the thin film may be induced in a constant direction.
따라서, 상기 저온 다결정 실리콘 박막을 박막 트랜지스터의 활성층(채널)으로 사용하는 경우 활성층 내의 캐리어 이동 방향과 결정화 방향을 평행하게 제작하였다. 이를 통해 박막 트랜지스터의 성능(높은 이동도)을 향상시킬 수 있었다. 하지만, SLS 결정화 기술을 통해 결정화된 실리콘 박막의 경우 결정화 방향에 대하여 대략 수직한 방향으로 복수의 결정화 돌기들이 형성된다. 앞서 언급한 바와 같이 박막 트랜지스터의 활성층이 결정화 방향과 평행하게 연장되어 있기 때문에 활성층 내에는 복수의 결정화 돌기들이 배치된다. 이때, 기판 상에 형성된 복수의 활성층 내에 규칙적인 간격과 개수로 배치된 결정화 돌기로 인한 결정화 얼룩이 유발된다. 특히 기판의 표시 영역에 마련된 복수의 활성층은 이러한 결정화 돌기로 인해 유발된 결정화 얼룩이 시인되는 문제가 발생하였다.Therefore, when the low temperature polycrystalline silicon thin film is used as an active layer (channel) of the thin film transistor, the carrier movement direction and the crystallization direction in the active layer are prepared in parallel. This improved the performance (high mobility) of thin film transistors. However, in the case of the silicon thin film crystallized through the SLS crystallization technology, a plurality of crystallization protrusions are formed in a direction substantially perpendicular to the crystallization direction. As mentioned above, since the active layer of the thin film transistor extends in parallel with the crystallization direction, a plurality of crystallization protrusions are disposed in the active layer. At this time, crystallization spots are caused by crystallization protrusions arranged at regular intervals and in number in the plurality of active layers formed on the substrate. In particular, the plurality of active layers provided in the display area of the substrate has a problem that the crystallization spots caused by the crystallization projections are recognized.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 표시 영역의 박막 트랜지스터의 활성층 내의 캐리어 이동 방향과 주변 회로 영역의 박막 트랜지스터의 활성층 내의 캐리어 이동 방향을 다르게 하여 표시 영역의 결정화 얼룩이 시인되는 것을 방지할 수 있고, 주변 회로 영역의 박막 트랜지스터의 구동율을 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법 그리고 이를 갖는 표시 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. Accordingly, the present invention was derived to solve the above problems, and the crystallization unevenness of the display area is visualized by changing the carrier moving direction in the active layer of the thin film transistor of the thin film transistor of the display area and the carrier moving direction in the active layer of the thin film transistor of the peripheral circuit area. It is an object of the present invention to provide a thin film transistor substrate, a method of manufacturing the same, and a display device having the same, which can be prevented, and can improve the driving ratio of the thin film transistor in the peripheral circuit region.
본 발명에 따른 표시 영역과 주변 영역으로 정의된 기판과, 상기 표시 영역에 마련된 게이트 라인 및 제 1 박막 트랜지스터 및 상기 주변 영역에 마련된 제 2 박막 트랜지스터를 구비하고, 상기 제 1 박막 트랜지스터의 제 1 게이트 전극은 일 방향으로 연장되고, 상기 제 2 박막 트랜지스터의 제 2 게이트 전극은 상기 일 방 향과 교차하는 방향으로 연장된 박막 트랜지스터 기판을 제공한다. A substrate defined by a display area and a peripheral area according to the present invention, a gate line and a first thin film transistor provided in the display area, and a second thin film transistor provided in the peripheral area, the first gate of the first thin film transistor An electrode extends in one direction, and a second gate electrode of the second thin film transistor provides a thin film transistor substrate extending in a direction crossing the one direction.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터 각각은 상기 게이트 전극 하부에 마련되고, 동일 방향으로 연장된 결정화 돌기를 구비하는 제 1 및 제 2 활성층을 포함하고, 상기 결정화 돌기의 연장 방향은 상기 일 방향과 교차하는 방향인 것이 바람직하다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 활성층은 SLS(Sequential Lateral Solidification) 방법에 의해 결정화된 저온 다결정 실리콘막인 것이 효과적이다. Here, each of the first and second thin film transistors includes first and second active layers provided under the gate electrode and having crystallization protrusions extending in the same direction, and an extension direction of the crystallization protrusion is the one direction. It is preferable that it is a direction crossing with. At this time, it is effective that the first and second active layers are low-temperature polycrystalline silicon films crystallized by a sequential lateral solidification (SLS) method.
물론 상기 게이트 라인의 연장 방향과 상기 제 2 게이트 전극의 연장 방향이 평행한 것이 바람직하다. Of course, it is preferable that the extending direction of the gate line is parallel to the extending direction of the second gate electrode.
여기서, 상기 표시 영역의 상기 제 1 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접속하는 화소 전극과, 상기 제 1 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 그 일부가 중첩되는 유지 라인이 마련되는 것이 바람직하다. Here, it is preferable that a pixel electrode connected to the drain electrode of the first thin film transistor in the display region, and a sustain line overlapping a part of the drain electrode of the first thin film transistor are provided.
또한, 본 발명에 따른 기판의 표시 영역에 제 1 활성층 및 제 1 게이트 전극을 구비하는 제 1 박막 트랜지스터를 형성하고, 주변회로 영역에 제 2 활성층과 제 2 게이트 전극을 구비하는 제 2 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 표시 영역의 제 1 박막 트랜지스터와 접속하는 화소 전극을 형성하는 단계를 구비하고, 상기 제 1 게이트 전극의 연장 방향과 상기 제 2 게이트 전극의 연장 방향이 교차되도록 상기 제 1 및 제 2 게이트 전극을 형성하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 제공한다. In addition, a first thin film transistor including a first active layer and a first gate electrode is formed in a display area of a substrate according to the present invention, and a second thin film transistor including a second active layer and a second gate electrode is provided in a peripheral circuit area. And forming a pixel electrode connected to the first thin film transistor in the display area, wherein the first and second extending directions of the first gate electrode and the second gate electrode cross each other. A method of manufacturing a thin film transistor substrate for forming a second gate electrode is provided.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 활성층의 형성 방법은, 상기 기판 전면에 비정질 실리콘막을 형성하는 단계와, SLS 방법을 통해 상기 비정질 실리콘막을 결정화하여 복수의 결정화 돌기를 갖는 저온 다결정 실리콘막을 형성하는 단계와, 상기 저온 다결정 실리콘막을 패터닝 하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. The method of forming the first and second active layers may include forming an amorphous silicon film on the entire surface of the substrate, and crystallizing the amorphous silicon film through an SLS method to form a low temperature polycrystalline silicon film having a plurality of crystallization protrusions. And patterning the low temperature polycrystalline silicon film.
또한, 본 발명에 따른 표시 영역과 주변 영역으로 정의된 기판과, 상기 표시 영역에 마련된 게이트 라인 및 제 1 박막 트랜지스터 및 상기 주변 영역에 마련된 제 2 박막 트랜지스터를 구비하고, 상기 제 1 박막 트랜지스터의 제 1 게이트 전극은 일 방향으로 연장되고, 상기 제 2 박막 트랜지스터의 제 2 게이트 전극은 상기 일 방향과 교차하는 방향으로 연장된 박막 트랜지스터 기판과, 상기 박막 트랜지스터 기판 상부에 마련된 컬러 필터 기판 및 상기 박막 트랜지스터 기판과 컬러 필터 기판 사이에 마련된 액정층을 포함하는 표시 장치를 제공한다. A display device according to an embodiment of the present invention includes a substrate defined by a display area and a peripheral area, a gate line and a first thin film transistor provided in the display area, and a second thin film transistor provided in the peripheral area. The first gate electrode extends in one direction, and the second gate electrode of the second thin film transistor extends in a direction crossing the one direction, a color filter substrate provided on the thin film transistor substrate, and the thin film transistor. A display device including a liquid crystal layer provided between a substrate and a color filter substrate is provided.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you.
도면에서 여러 층 및 각 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 표현하였으며 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭하도록 하였다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 상부에 또는 위에 있다고 표현되는 경우는 각 부분이 다른 부분의 바로 상부 또는 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라 각 부분과 다른 부분의 사이에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., may be exaggerated for clarity, and like reference numerals designate like elements. In addition, when a part such as a layer, a film, an area, or a plate is expressed as being on or above another part, not only when each part is directly above or directly above the other part but also another part between each part and another part This includes cases.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 평면 개념도이고, 도 2는 일 실시예의 표시 패널이 표시 영역 내의 단위 화소의 평면 개념도이고, 도 3은 주변 회로 영역의 단위 박막 트랜지스터의 평면 개념도이다. 1 is a schematic plan view of a display panel according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan conceptual view of a unit pixel in a display area according to an exemplary embodiment, and FIG. 3 is a plan conceptual view of a unit thin film transistor of a peripheral circuit area. to be.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 패널은 표시 영역(D)과 주변 회로 영역(P)으로 정의된 컬러 필터 기판(200)과 박막 트랜지스터 기판(100)을 구비한다. 이때, 표시 영역(D)의 박막 트랜지스터 기판(100) 상에는 게이트 라인(130), 데이터 라인(150), 화소용 박막 트랜지스터(160)와, 화소 전극(180) 및 유지 전극 라인(132)이 마련된다. 주변 회로 영역(P)의 박막 트랜지스터 기판(100) 상에는 게이트 전극(231), 소스 전극(251) 및 드레인 전극(253)을 포함하는 주변 회로용 박막 트랜지스터(260)가 마련된다. 1 to 3, the display panel according to the present exemplary embodiment includes a color filter substrate 200 and a thin
이때, 화소용 박막 트랜지스터(160)와 주변 회로용 박막 트랜지스터(260)는 게이트 전극(131, 231) 하부에 마련되어 일 방향으로 캐리어가 흐르는 채널이 마련되어 있다. 이때, 상기 채널은 결정 방향에 대하여 수직한 방향으로 연장된 복수의 결정화 돌기(도 2 및 3의 S 참조)를 갖는 저온 다결정 실리콘막으로 제작된다. 이에 본 실시예에서는 화소용 박막 트랜지스터(160)의 채널의 캐리어 이동 방향과 상기 결정화 돌기(S)의 연장 방향이 평행하게 되도록 화소용 박막 트랜지스터(160)를 제작한다. 또한, 주변 회로용 박막 트랜지스터(260)의 채널의 캐리어 이동 방향과 상기 결정화 돌기(S)의 연장 방향이 교차(즉, 수직) 되도록 주변 회로용 박막 트랜지스터(260)를 제작한다. In this case, the pixel
본 실시예에서는 상기 결정화 돌기(S)의 연장 방향이 세로 방향으로 연장된 경우를 고려하였다. 물론 이에 한정되지 않고, 상기 결정화 돌기(S)의 연장 방향을 가로방향으로 연장될 수 있다. 이때, 상기 박막 트랜지스터 기판(100) 전면의 결정화 돌기(S)의 연장 방향은 동일한 것이 바람직하다. In this embodiment, the case where the extension direction of the crystallization protrusion S extends in the longitudinal direction is considered. Of course, the present invention is not limited thereto, and the extending direction of the crystallization protrusion S may be extended in the horizontal direction. In this case, the extending direction of the crystallization protrusion S on the entire surface of the thin
이때, 도 2에 도시된 바와 같이 표시 영역(D) 내에서는 결정화 돌기(S)의 연장 방향이 세로 방향으로 연장된 경우, 화소용 박막 트랜지스터(160)의 채널을 포함하는 활성층(110)의 연장 방향을 세로 방향으로 패터닝 한다. 그리고, 게이트 라인(130)이 세로 방향으로 연장 되도록 패터닝 하고, 데이터 라인(150)은 게이트 라인(130)과 직교하는 가로 방향으로 연장 되도록 패터닝 한다. 게이트 전극(131)은 게이트 라인(130)의 일측에서 채널 영역 상측으로 연장된다. 즉, 도 2에서는 게이트 라인(130)의 연장 방향과 채널의 캐리어 이동 방향 그리고, 결정화 돌기(S)의 연장 방향이 모두 평행하게 되도록 하였다. 이를 위해 게이트 라인(130)의 방향을 종래에 비하여 90도 회전시켰고, 이에 따라 채널이 마련된 활성층(110)의 연장 방향도 90도 회전 시켰다. 이는 도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예의 게이트 전극(131)이 게이트 라인(130)에서 수직 방향으로 돌출된 돌기 형상으로 제작되어 활성층(110)의 채널 상측에 중첩 되기 때문이다.In this case, as shown in FIG. 2, when the extending direction of the crystallization protrusion S extends in the vertical direction in the display area D, the
이와 같이 상기 활성층(110) 내의 채널의 캐리어 이동 방향과 결정화 돌기(S)의 연장 방향을 동일하게 하여 결정화 돌기(S)에 의해 유발되는 결정화 얼룩을 방지할 수 있다. In this way, the carrier movement direction of the channel in the
물론 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 게이트 라인(130)을 가로 방향으 로 연장되도록 하고, 데이터 라인(150)을 세로 방향으로 연장되도록 할 수 있다. 이때, 상기 게이트 라인(130)에서 돌출 연장된 게이트 전극(131)은 그 일부가 절곡되어 세로 방향으로 연장된 활성층(110)의 채널 영역과 그 일부가 중첩될 수도 있다. Of course, the present invention is not limited thereto, and the
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 주변 회로 영역(P) 내에서는 주변 회로용 박막 트랜지스터(260)의 게이트 전극(231)을 활성층(210)의 결정화 돌기(S)의 연장 방향과 동일한 세로방향으로 연장시키고, 그 양측에 소스 전극(251) 및 드레인 전극(253)을 형성한다. 이를 통해 주변 회로용 박막 트랜지스터(260)의 채널 영역 내의 캐리어의 이동 방향과 활성층(210)의 결정 방향이 일치하게 되어 주변 회로용 박막 트랜지스터(260)의 채널 영역 내의 캐리어들의 이동 속도를 향상시킬 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 3, in the peripheral circuit region P, the
본 실시예의 표시 영역의 게이트 라인(130)과 데이터 라인(150)의 교차 영역에 단위 화소가 정의되고, 상기 화소는 가로 방향의 길이가 세로 방향의 길이보다 길 수도 있고, 세로 방향의 길이가 가로 방향의 길이 보다 길수 있다. 또한, 상기 가로 방향과 세로 방향의 길이가 동일할 수도 있다.In an exemplary embodiment, a unit pixel is defined in an intersection area between the
하기에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a thin film transistor substrate of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 4 to 7 are views for explaining a method for manufacturing a thin film transistor substrate of the present invention.
상기의 도 4 내지 도 7은 각기 표시 영역과 주변 회로 영역을 분리하여 도시 하였으며, 표시 영역의 단위 화소의 평면도와, 평면도를 L-L선에 대해 자른 단면도를 도시하였고, 주변 회로 영역의 회로용 박막 트랜지스터의 평면도와, 평면도를 M-M선에 대해 자른 단면도를 각기 도시하였다. 4 to 7 illustrate separate display regions and peripheral circuit regions, respectively, a plan view of unit pixels of the display region and a cross-sectional view of the LL line, respectively, illustrating a thin film transistor for circuits in the peripheral circuit region. The top view and the cross section which cut the top view with respect to MM line | wire are respectively shown.
도 4를 참조하면, 박막 트랜지스터 기판(100)의 표시 영역(D)에는 활성층(110)과 유지 전극 패턴(120)을 형성하고, 주변회로 영역(P)에는 활성층(210)을 형성한다. Referring to FIG. 4, the
활성층(110, 210)과 스토리지 전극 패턴(120)은 저온 다결정 실리콘막을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 저온 다결정 실리콘막을 사용하기 위해서는 먼저 기판(100) 상에 비정질 실리콘 박막을 증착한다. 이후, SLS 결정화 방법을 통해 비정질 실리콘 박막을 결정화한다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 SLS 결정화 방법을 통해 결정화된 저온 다결정 실리콘막에는 기판(100)의 세로 방향으로 연장된 직선 형태의 복수의 결정화 돌기(S)가 형성된다. 이때, 복수의 결정화 돌기(S)들 간의 이격 간격은 2 내지 3um 정도이다.As the
이후, 저온 다결정 실리콘막 상에 감광막을 도포한 다음 마스크를 이용한 포토 리소그라피 공정을 실시하여 제 1 감광막 마스크 패턴을 형성한다. 제 1 감광막 마스크 패턴을 식각 마스크로 하는 식각 공정을 실시하여 표시 영역(D)에 화소용 박막 트랜지스터의 활성층(110) 및 유지 전극 패턴(120)을 형성하고, 주변 회로 영역(P)에 주변 회로용 박막 트랜지스터의 활성층(210)을 형성한다. 여기서, 표시 영역(D)에 형성되는 활성층(110)은 결정화 돌기(S)의 연장 방향(즉, 세로 방향)으로 연장된 대략 직선 형상으로 제작되고, 상기 유지 전극 패턴(120)은 활성층(110)의 끝단에서 연장된 대략 판 형상으로 제작된다. 이때, 상기 직선 형상의 활성층(110)의 폭은 화소용 박막 트랜지스터의 특성에 따라 1 내지 4um 범위가 될 수 있다. 따라서, 본 실시예의 활성층(110) 내에는 결정화 돌기(S)가 배치되지 않을 수 있고, 한두개의 결정화 돌기(S)가 활성층(110) 내에 배치될 수 있다. 이와 같이 본 실시예에서는 표시 영역의 활성층(110)을 결정화 돌기(S)의 연장 방향과 동일 방향으로 패터닝하여 활성층(110) 내에 마련되는 결정화 돌기(S) 수를 줄일 수 있고, 복수의 활성층(110) 내에 배치되는 결정화 돌기(S)들이 규칙적으로 배치되는 것을 방지하여 이를 통한 결정화 얼룩 발생을 방지할 수 있다. Thereafter, a photosensitive film is coated on the low temperature polycrystalline silicon film, and then a photolithography process using a mask is performed to form a first photoresist mask pattern. An etching process using the first photoresist mask pattern as an etching mask is performed to form the
주변 회로 영역(P)에 형성되는 활성층(210)은 대략 판 형상으로 제작된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 가로 방향의 길이보다 세로 방향의 길이가 긴 대략 사각형 형상으로 제작된다. 물론 이에 한정되지 않고, 주변 회로용 박막 트랜지스터의 크기에 따라 활성층(210)의 크기와 형상은 다양하게 변화될 수 있다. The
상기의 제 1 감광막 마스크 패턴을 제거한 다음 전체 구조상에 다시 감광막을 도포하고, 마스크를 이용한 포토 리소그라피 공정을 실시하여 표시 영역(D)의 유지 전극 패턴(120) 영역을 개방하는 제 2 감광막 마스크 패턴을 형성한다. 상기 제 2 감광막 마스크 패턴을 이온주입 마스크로 하는 이온주입 공정을 통해 상기 유지 전극 패턴내에 불순물 이온을 주입한다. 이때, 이온 주입 공정은 인(P) 또는 비소(As)등의 N 타입 불순물 이온을 주입하는 것이 바람직하다. 이온 주입 공정 완료 후 상기의 제 2 감광막 마스크 패턴을 제거한다. After removing the first photoresist mask pattern, the second photoresist mask pattern for opening the region of the sustain
물론 상술한 설명에서는 두 개의 감광막 마스크 패턴을 이용하여 활성층(110, 210) 및 유지 전극 패턴(120)의 패터닝과, 유지 전극 패턴(120)에 불순물 이온을 주입하였다. 하지만 이에 한정되지 않고, 단일 마스크를 통해 이를 수행할 수도 있다. 즉, 슬릿 또는 반투과 마스크를 통해 제작된 단차를 갖는 감광막 마스크 패턴을 통해 활성층(110, 210) 및 유지 전극 패턴(120)의 패터닝과, 유지 전극 패턴(120)에 불순물 이온 주입을 동시에 실시할 수도 있다. Of course, in the above description, the
도 5를 참조하면, 활성층(110, 210)과 유지 전극 패턴(120)이 형성된 기판(100) 전면에 게이트 절연막(121)을 형성한다. 이때, 게이트 절연막(121)으로 실리콘 산화막 및/또는 실리콘 질화막을 포함하는 절연성막을 사용하는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 5, the
상기 게이트 절연막(121) 상에 제 1 도전성막을 형성한다. 상기 제 1 도전성막은 Mo, Cu, Al, Ti, Cr 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 제 1 도전성막을 단일 층 구조로 형성할 수도 있고, 이중 이상의 다층 구조로 형성할 수도 있다. 이러한 제 1 도전성막을 패터닝 하여 표시 영역(D)에는 화소용 박막 트랜지스터의 게이트 전극(131)과 게이트 라인(130) 및 유지 전극 라인(132)을 형성하고, 주변 회로 영역(P)에는 주변 회로용 박막 트랜지스터의 게이트 전극(231)을 형성한다. 즉, 상기 제 1 도전성막 상에 감광막을 도포하고, 마스크를 이용한 포토리소그피 공정을 실시하여 감광막 마스크 패턴을 형성하다. 이후, 상기 감광막 마스크 패턴을 식각 마스크로 하는 식각 공정을 실시하여 표시 영역(D)에 게이트 라인(130)과, 이로부터 돌출되어 활성층(110)과 그 일부가 중첩하는 게이트 전극(131)과, 상기 게이트 라인(130)과 동일한 방향으로 연장되고, 유 지 전극 패턴(120)과 그 일부가 중첩되는 유지 라인(132)을 형성하고, 주변 회로 영역(P)에 게이트 전극(231)을 형성한다. A first conductive film is formed on the
이때, 상기 게이트 라인(130)은 활성층(110)의 연장 방향과 동일한 세로방향으로 연장된다. 표시 영역(D)의 게이트 전극(131)은 상기 게이트 라인(130)의 일부에서 가로 방향으로 돌출된 두개의 돌기 형태로 제작된다. 물론 이에 한정되지 않고, 게이트 전극(131)의 패턴은 다양할 수 있다. 이때, 활성층(110)과 중첩되는 게이트 전극(131)은 결정화 돌기(S)의 연장 방향과 수직한 방향으로 연장된다. 상기 게이트 전극(131)은 활성층(110)과 그 일부가 중첩되고, 게이트 전극(131)과 활성층(110)이 중첩되는 영역이 캐리어가 이동하는(즉, 전류가 흐르는) 화소용 박막 트랜지스터의 채널(111)이 된다. 상기 유지 라인(132)은 유지 전극 패턴(120)과 그 일부가 중첩하는 돌출부를 포함한다. 주변 회로 영역(P)의 게이트 전극(231)은 세로 방향으로 연장된 직선 형상으로 제작되고, 활성층(210)의 중앙 영역을 가로 질러 제작된다. 즉, 활성층(210)과 중첩되는 게이트 전극(231)은 결정화 돌기(S)의 연장 방향과 평행한 방향으로 연장된다. 또한, 주변 회로 영역(P)에 마련되어 게이트 전극(231)과 중첩되는 활성층(210) 영역은 캐리어가 이동하는 주변 회로용 박막 트랜지스터의 채널(211)이 된다. In this case, the
상술한 바와 같이 게이트 전극(131, 231)을 형성한 다음 이온 주입 공정을 실시하여 게이트 전극(131, 231) 양측의 활성층(110, 210) 내에 소스 영역(112, 212) 및 드레인 영역(113, 213)을 형성한다. As described above, the
상기 이온 주입 공정은 형성되는 트랜지스터의 특성(캐리어 특성)에 따라 N 타입 불순물 이온을 주입하는 공정과 P 타입 불순물 이온을 주입하는 공정을 분리(즉, 각기 다른 마스크를 이용)하여 수행하는 것이 바람직하다. 즉, 일 마스크 패턴(미도시)을 이용하여 N 타입 불순물 이온이 주입될 영역을 개방한 다음 N 타입 불순물 이온을 게이트 전극(131, 231) 양측의 활성층(110, 210)에 주입한다. 이후, 타 마스크 패턴(미도시)을 이용하여 P 타입 불순물 이온이 주입될 영역을 개방한 다음 P 타입 불순물 이온을 게이트 전극(131, 231) 양측의 활성층(110, 210)에 주입한다. 이를 통해 각기 N 타입 트랜지스터와 P 타입 트랜지스터를 단일 기판(100) 상에 제작할 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 게이트 전극(1510) 상에 이온 배리어막(미도시)을 형성하여 이를 이온 주입 마스크로 하는 이온 주입을 실시할 수도 있고, 복수의 이온 주입 즉, 고농도 이온 주입 및 저농도의 이온 주입을 실시할 수도 있다. The ion implantation process is preferably performed by separating (i.e., using a different mask) a process of implanting N-type impurity ions and a process of implanting P-type impurity ions according to the characteristics (carrier characteristics) of the transistor to be formed. . That is, the region in which the N-type impurity ions are to be implanted is opened using one mask pattern (not shown), and then the N-type impurity ions are implanted into the
도 6을 참조하면, 게이트 전극(131, 231)이 형성된 기판(100)의 전면에 층간 절연막(140)을 형성한다. 이후, 표시 영역(D)에 상기 층간 절연막(140)을 관통하여 상기 소스 영역(112)과 드레인 영역(113)에 각기 접속되는 소스 전극(151)과 드레인 전극(153)을 형성하여 화소용 박막 트랜지스터(160)를 제작하고, 상기 소스 전극(151)과 접속되는 데이터 라인(150)을 형성한다. 주변 회로 영역(P)에는 상기 층간 절연막(140)을 관통하여 상기 소스 영역(212)과 드레인 영역(213)에 각기 접속되는 소스 전극(251) 및 드레인 전극(253)을 형성하여 주변 회로용 박막 트랜지스터(260)를 제작한다. Referring to FIG. 6, an
상기의 층간 절연막(140)으로는 실리콘 산화막(SiO2) 및/또는 실리콘 질화막(SiNx)을 포함하는 무기 절연물질을 사용하는 것이 바람직하다. 물론 상기 층간 절연막(140)으로 유기 절연 물질을 사용할 수도 있다. 그리고, 층간 절연막(140)은 단층으로 형성할 수 있고, 다층막으로 형성할 수도 있다. As the
본 실시예에서는 전체 구조상에 단일 층의 층간 절연막(140)을 형성한 다음, 층간 절연막(140) 상에 감광막을 도포한다. 마스크를 이용한 포토 리소그라피 공정을 실시하여 소스 영역(112, 212) 및 드레인 영역(113, 213)을 개방하는 감광막 마스크 패턴을 형성한다. 상기 감광막 마스크 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정을 실시하여 표시 영역(D)과 주변 회로 영역(P) 각각에 소스 영역(112, 212)의 일부를 개방하는 소스 콘택홀(152, 252)과, 드레인 영역(113, 213)의 일부를 개방하는 드레인 콘택홀(154, 254)을 형성한다. In this embodiment, a single layer
층간 절연막(140)이 형성된 기판(100) 전면에 제 2 도전성막을 형성한 다음 이를 패터닝하여 표시 영역(D)의 게이트 라인(130)과 직교하는 직선 형상의 데이터 라인(150)을 형성하고, 상기 데이터 라인(150)에서 돌출되어 상기 소스 콘택홀(151)을 통해 상기 소스 영역(112)과 접속하는 소스 전극(151)을 형성하고, 드레인 콘택홀(154)을 통해 드레인 영역(113)과 접속되고 유지 라인(132)과 그 일부가 중첩하는 드레인 전극(153)을 형성한다. 주변 회로 영역(P)의 게이트 전극(231)의 양측 영역에 상기 소스 콘택홀(252)을 통해 상기 소스 영역(212)과 접속하는 소스 전극(251)을 형성하고, 드레인 콘택홀(254)을 통해 드레인 영역(213)과 접속되는 드레인 전극(253)을 형성한다. 본 실시예의 주변 회로 영역(P)에는 판형상의 소스 전극(251) 및 드레인 전극(253)이 마련되고, 소스 전극(251)과 드레인 전극(253)은 복수의 소스 콘택홀(252) 및 드레인 콘택홀(254)을 통해 활성층(210)의 소스 영역(212) 및 드레인 영역(213)과 접속된다. 이때, 상기 주변 회로 영역(P)의 주변 회로용 박막 트랜지스터(260)의 경우 소스 전극(251)에서 드레인 전극(253)으로 캐리어가 이동하게 된다. 이때, 상기 캐리어는 결정화 돌기(S)의 수직한 방향으로 이동하게 되어 캐리어의 이동도가 향상될 수 있다. A second conductive layer is formed on the entire surface of the
도 7을 참조하면, 박막 트랜지스터(160, 260)가 형성된 기판(100)의 전면에 보호막(170)을 형성하고, 표시 영역(D)의 보호막(170) 상부에 상기 드레인 전극(153)과 접속되는 화소 전극(180)을 형성한다. Referring to FIG. 7, the
즉, 상기 보호막(170)을 형성한 다음 드레인 전극(153)의 일부를 노출하는 화소 콘택홀(181)을 형성한다. 상기 보호막(170)은 무기 절연 물질 또는 유기 절연 물질을 사용한다. 이후, 전체 구조상에 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide : ITO)이나 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide : IZO)을 포함하는 투광성의 전도성막을 전체 구조상에 증착한다. 상기 투광성의 전도성막을 패터닝하여 화소 콘택홀(181)을 통해 드레인 전극(153)과 연결되는 화소 전극(180)을 형성한다.That is, after forming the
상술한 설명에서는 액정 표시 장치에서 사용되는 박막 트랜지스터 기판 상에 형성되는 박막 트랜지스터를 일 예로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, OLED 등의 다양한 형태의 평판 표시 장치의 구동회로 및 화소 구동용 트랜지스터에 적용될 수 있다.In the above description, a thin film transistor formed on a thin film transistor substrate used in a liquid crystal display has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and a driving circuit and a pixel driving transistor of various types of flat panel display devices such as OLEDs are described. Can be applied to
또한, 액정 표시 패널은 상술한 구조의 박막 트랜지스터 기판에 공통 전극 기판을 합착 밀봉한 다음 상기 두 기판 사이 영역에 액정을 주입하여 제작되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 공통 전극 기판은 투광성 절연 기판 상에 적색, 녹색 및 청색의 컬러 필터를 형성하고, 그 상부에 공통 전극을 형성하여 제작한다. 이때, 상기 컬러 필터는 박막 트랜지스터 기판의 화소에 각기 대응되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 두 기판의 합착시 두 기판 사이의 셀 갭 유지를 위해 소정의 스페이서를 더 형성할 수도 있다. 그리고, 두 기판의 합착 밀봉은 실란트등의 실링 부재를 사용하는 것이 바람직하다. In addition, the liquid crystal display panel may be manufactured by bonding and sealing the common electrode substrate to the thin film transistor substrate having the above-described structure and then injecting liquid crystal into the region between the two substrates. In this case, the common electrode substrate is fabricated by forming red, green, and blue color filters on the transparent insulating substrate, and forming a common electrode thereon. In this case, the color filters preferably correspond to pixels of the thin film transistor substrate. In addition, a predetermined spacer may be further formed to maintain a cell gap between the two substrates when the two substrates are bonded to each other. In addition, it is preferable to use sealing members, such as a sealant, for the bonding sealing of two board | substrates.
물론 이에 한정되지 않고, 박막 트랜지스터 기판과, 공통 전극 기판을 마련한 다음 일 기판 상에는 액정을 적하하고, 다른 기판의 가장자리에는 실링 부재를 도포한 후에 상기 두 기판을 합착 밀봉하여 액정 표시 장치를 제작할 수도 있다. Of course, the present invention is not limited thereto, and a liquid crystal display may be prepared by preparing a thin film transistor substrate and a common electrode substrate, and then dropping liquid crystal on one substrate, applying a sealing member to the edges of the other substrate, and then sealing the two substrates. .
상술한 바와 같이, 본 발명은 표시 영역의 박막 트랜지스터의 활성층의 연장 방향과, 활성층에 마련된 결정화 돌기의 방향을 평행하게 하여 결정화 돌기에 의한 결정화 얼룩 발생을 방지할 수 있다. As described above, the present invention can prevent the crystallization spots caused by the crystallization protrusion by making the direction of extension of the active layer of the thin film transistor in the display area parallel to the direction of the crystallization protrusion provided in the active layer.
또한, 본 발명은 주변 회로 영역의 박막 트랜지스터의 캐리어 이동 방향과 활성층에 마련된 결정화 돌기의 방향을 수직하게 하여 박막 트랜지스터의 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can improve the performance of the thin film transistor by making the carrier movement direction of the thin film transistor in the peripheral circuit region perpendicular to the direction of the crystallization protrusion provided in the active layer.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although described with reference to the embodiments, it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. .
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060088566A KR20080024338A (en) | 2006-09-13 | 2006-09-13 | Thin film transistor substrate, manufacturing method thereof and display device having same |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020060088566A KR20080024338A (en) | 2006-09-13 | 2006-09-13 | Thin film transistor substrate, manufacturing method thereof and display device having same |
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KR20080024338A true KR20080024338A (en) | 2008-03-18 |
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ID=39412669
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KR1020060088566A Withdrawn KR20080024338A (en) | 2006-09-13 | 2006-09-13 | Thin film transistor substrate, manufacturing method thereof and display device having same |
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KR (1) | KR20080024338A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8964141B2 (en) | 2010-03-10 | 2015-02-24 | Samsung Display Co., Ltd. | Thin film transistor, method of manufacturing the same, and display device having thin film transistor |
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2006
- 2006-09-13 KR KR1020060088566A patent/KR20080024338A/en not_active Withdrawn
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US8964141B2 (en) | 2010-03-10 | 2015-02-24 | Samsung Display Co., Ltd. | Thin film transistor, method of manufacturing the same, and display device having thin film transistor |
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PA0109 | Patent application |
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