KR20110068653A - Display panel device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 게이트 라인의 저항을 낮출 수 있는 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display device, and more particularly, to a display device capable of lowering a resistance of a gate line.
최근, 표시장치(FPD: Flat Panel Display)는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display: FED), 유기전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display Device) 등과 같은 여러 가지의 디스플레이가 실용화되고 있다.Recently, the importance of the flat panel display (FPD) has increased with the development of multimedia. In response, Liquid Crystal Display (LCD), Plasma Display Panel (PDP), Field Emission Display (FED), Organic Light Emitting Diode Display Device Various displays such as and the like have been put to practical use.
이들 중, 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 또한, 유기전계발광표시장치는 응답속도가 1ms 이하로서 고속의 응답속도를 가지며, 소비 전력이 낮고, 자체 발광하므로 시야각에 문제가 없어서, 차세대 표시장치로 주목받고 있다.Among them, the liquid crystal display device has a tendency that its application range is gradually widening due to features such as light weight, thinness, low power consumption driving, and the like. In addition, the organic light emitting display device has a high response time with a response speed of 1 ms or less, low power consumption, and self-illumination.
액정표시장치와 유기전계발광 표시장치를 구동하는 방식에는 수동 매트릭 스(passive matrix) 방식과 박막 트랜지스터(thin film transistor)를 이용한 능동 매트릭스(active matrix) 방식이 있다. 능동 매트릭스 방식은 박막 트랜지스터를 각 픽셀 전극에 연결하고 박막 트랜지스터의 게이트 전극에 연결된 커패시터 용량에 의해 유지된 전압에 따라 구동하는 방식이다.The liquid crystal display and the organic light emitting display are driven by a passive matrix method and an active matrix method using a thin film transistor. The active matrix method is a method in which a thin film transistor is connected to each pixel electrode and driven according to a voltage maintained by a capacitor capacitance connected to a gate electrode of the thin film transistor.
종래 박막 트랜지스터를 이용한 능동 매트릭스 표시장치는 각 픽셀에 스캔 신호 및 데이터 신호를 공급하는 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 신호가 공급되고, 각 픽셀에 전원을 공급하는 전원 라인에 의해 발광할 수 있다.In a conventional active matrix display using a thin film transistor, a signal is supplied by a gate line and a data line for supplying a scan signal and a data signal to each pixel, and can emit light by a power supply line for supplying power to each pixel.
이러한 능동 매트릭스 표시장치에서는 전기적 특성을 향상시키기 위해, 간접 열 결정화(Indirect Thermal Crystallization, ITC) 공정을 이용하여 반도체층을 결정화하고 있다. 그러나, ITC 공정 중에 발생하는 고온의 열은 게이트 금속이 팽창/수축하는 과정에서 열변형을 유도하고, 이는 게이트 절연층이 균열되는 원인이 된다. 게이트 절연층의 균열은 보통 게이트 금속 에지 부분에서 발생하기 때문에 소스/드레인이 단락되고, 박막 트랜지스터의 구동을 방해한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 게이트 금속을 얇게 증착, 열 변형을 완화하여 게이트 절연층의 균열을 해결하는 방법이 있으나, 이러한 방법에 의하면 게이트 라인의 저항이 증가하는 다른 문제점이 발생한다. 또한, 게이트 라인의 저항이 증가하는 문제점을 해결하기 위해, 게이트 라인 위에 소스/드레인층의 금속을 이용해 배선패턴을 증착시키고, ITO로 형성한 게이트 라인과 소스/드레인 금속으로 형성한 배선패턴을 접촉시켜 병렬저항을 형성함으로써 게이트 라인의 저항을 낮추는 병렬저항 방식을 이용하는 것에 대해 고려해 볼 수 있다. In such an active matrix display device, in order to improve electrical characteristics, the semiconductor layer is crystallized by using an indirect thermal crystallization (ITC) process. However, the high temperature heat generated during the ITC process induces thermal deformation during the expansion / contraction of the gate metal, which causes the gate insulating layer to crack. The cracks in the gate insulating layer usually occur at the gate metal edges so that the source / drain is shorted and prevents the driving of the thin film transistor. In order to solve this problem, there is a method of resolving cracks in the gate insulating layer by thinly depositing a gate metal and relieving thermal deformation, but according to this method, another problem of increasing resistance of the gate line occurs. In addition, in order to solve the problem of increasing the resistance of the gate line, a wiring pattern is deposited using the metal of the source / drain layer on the gate line, and the gate pattern formed of ITO and the wiring pattern formed of the source / drain metal contact each other. It is possible to consider using a parallel resistance method in which the resistance of the gate line is lowered by forming the parallel resistance.
그러나, 능동 매트릭스 표시장치를 구성하는 각 픽셀을 설계할 때에는 세로방향이 가로방향보다 길도록 설계되므로, 게이트 라인 위에 소스/드레인 패턴을 형성할 수 있는 공간이 제한된다. 즉 복수의 병렬 게이트 구조를 이용하면 배선 저항을 낮추는 효과는 크지만 종래의 능동 매트릭스 표시장치에서는 공간 상의 제한 때문에 복수의 병렬 게이트 구조를 형성하기 곤란한 문제점이 있었다.However, when designing each pixel constituting the active matrix display device, since the vertical direction is designed to be longer than the horizontal direction, the space for forming the source / drain pattern on the gate line is limited. In other words, when the plurality of parallel gate structures are used, the effect of lowering the wiring resistance is great. However, in the conventional active matrix display device, it is difficult to form the plurality of parallel gate structures due to space limitations.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 복수의 병렬 게이트 구조를 이용하여 게이트 절연막의 손상을 방지하고, 배선 저항을 낮출 수 있는 표시장치를 제공하기 위한 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a display device capable of preventing damage to the gate insulating film and lowering wiring resistance by using a plurality of parallel gate structures.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 수평방향을 따라서는 동일한 색의 서브픽셀들이 배열되고, 상기 수평방향과 교차하는 수직방향을 따라서는 상이한 색의 서브픽셀들이 일정 순서에 따라 반복적으로 배열되는 픽셀 어레이를 포함하는 표시장치로서, 픽셀영역과 비픽셀 영역을 구비하는 기판; 상기 기판 상의 상기 비픽셀 영역에 형성되며 서로 교차하도록 배치된 게이트 라인 및 데이터 라인; 상기 게이트 라인이 형성된 상기 기판 상에 형성되는 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 상의 일부분 상에서 상기 게이트 라인과 중첩되는 영 역에 형성되는 적어도 하나의 제 1 금속층; 상기 적어도 하나의 제 1 금속층이 형성된 상기 기판의 전면 상에 형성되는 패시베이션막; 및 상기 게이트 라인 및 상기 제 1 금속층과 중첩되도록 상기 패시베이션막 상의 일부분에 형성되며, 상기 게이트 라인 및 상기 적어도 하나의 제 1 금속층과 접촉하는 적어도 하나의 제 2 금속층을 포함하는 것을 특징으로것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, in the display device according to the exemplary embodiment, subpixels of the same color are arranged along a horizontal direction, and subpixels of different colors are constant along a vertical direction crossing the horizontal direction. A display device comprising a pixel array repeatedly arranged in sequence, comprising: a substrate having a pixel area and a non-pixel area; A gate line and a data line formed in the non-pixel area on the substrate and disposed to cross each other; A gate insulating film formed on the substrate on which the gate line is formed; At least one first metal layer formed in a region overlapping with the gate line on a portion of the gate insulating layer; A passivation film formed on an entire surface of the substrate on which the at least one first metal layer is formed; And at least one second metal layer formed on a portion of the passivation film so as to overlap the gate line and the first metal layer, and in contact with the gate line and the at least one first metal layer. do.
상기 구성에서, 상기 제 2 금속층은 상기 게이트 절연막 및 상기 패시베이션막을 관통하는 제 1 콘택홀 및 제 2 콘택홀을 통해 상기 게이트 라인과 접촉하도록 구성된다. In the above configuration, the second metal layer is configured to contact the gate line through a first contact hole and a second contact hole penetrating the gate insulating film and the passivation film.
또한, 상기 제 1 금속층은 상기 제 1 콘택홀, 상기 제 2 콘택홀 및 상기 패시베이션막을 관통하는 제 3 콘택홀과 제 4 콘택홀을 통해 상기 제 2 금속층과 접촉한다. In addition, the first metal layer contacts the second metal layer through third and fourth contact holes penetrating the first contact hole, the second contact hole, and the passivation layer.
또한, 상기 제 3 콘택홀 및 상기 제 4 콘택홀은 상기 제 1 콘택홀과 상기 제 2 콘택홀 사이에 위치하도록 구성된다.The third contact hole and the fourth contact hole are configured to be positioned between the first contact hole and the second contact hole.
또한, 상기 게이트 라인은 상기 제 2 금속층을 통해 상기 제 1 금속층과 전기적으로 연결된다. In addition, the gate line is electrically connected to the first metal layer through the second metal layer.
또한, 상기 기판 상의 상기 픽셀 영역에는, 상기 게이트 라인과 동일층 상에 형성되는 게이트 전극; 상기 게이트 절연막 상에 형성되는 반도체층; 상기 반도체층 상에 형성되는 소스 전극 및 드레인 전극; 및 상기 드레인 전극에 연결된 픽셀 전극이 포함된다.In addition, the pixel area on the substrate may include a gate electrode formed on the same layer as the gate line; A semiconductor layer formed on the gate insulating film; A source electrode and a drain electrode formed on the semiconductor layer; And a pixel electrode connected to the drain electrode.
또한, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극은 상기 제 1 금속층과 동일한 물 질로 이루어지며, 상기 픽셀 전극은 상기 제 2 금속층과 동일한 물질로 이루어진 다. In addition, the source electrode and the drain electrode are made of the same material as the first metal layer, and the pixel electrode is made of the same material as the second metal layer.
또한,상기 기판과 게이트 라인 사이에 형성되는 버퍼층이 더 포함될 수도 있다. In addition, a buffer layer formed between the substrate and the gate line may be further included.
본 발명의 실시예에 따른 표시장치에 의하면 게이트 라인 상부에 제 1 금속층 및 제 2 금속층을 형성하여 복수의 병렬 저항을 구현함으로써 게이트 라인의 전체저항을 낮출 수 있는 효과를 얻을 수 있다. According to the display device according to the exemplary embodiment of the present invention, the first and second metal layers may be formed on the gate line to implement a plurality of parallel resistors, thereby reducing the overall resistance of the gate line.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like numbers refer to like elements throughout.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 픽셀 어레이를 도시한 등가회로도, 도 2는 도 1에 도시된 표시장치의 1픽셀에 대한 구조를 도시한 평면도이고, 도 3은 2의 I-I'선을 따라 취한 단면도, 도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. 1 is an equivalent circuit diagram illustrating a pixel array of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing a structure of one pixel of the display device shown in FIG. 1, and FIG. 4A to 4E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 픽셀 어레이는 게이 트 라인들(D1~D6)과 게이트 라인들(G1~G6)의 교차에 의해 정의된다. 이 픽셀 어레이에서 적색 서브픽셀(R), 녹색 서브픽셀(G) 및 청색 서브픽셀(B) 각각은 라인 방향을 따라 배치된다. 도 1에 도시된 픽셀 어레이에서 1 픽셀은 컬럼 방향을 따라 이웃하는 적색 서브픽셀(R), 녹색 서브픽셀(G) 및 청색 서브픽셀(G)을 포함한다. 박막 트랜지스터(TFT) 각각은 게이트라인(G1~G6)으로부터의 게이트펄스에 응답하여 데이터라인(D1~D6)으로부터의 데이터전압을 데이터라인(D1~D6)의 우측에 배치된 액정셀의 픽셀전극에 공급한다. 본 발명의 실시예에 따른 화소 어레이에서는 해상도가 m × n 일 때, m개의 데이터 라인들과 3n개의 게이트라인들이 필요하며, 이 화소 어레이의 게이트라인들 각각에는 데이터 전압과 동기되는 1/3수평기간의 게이트펄스가 순차적으로 공급된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 화소 어레이 구조는 적색 서브픽셀(R), 녹색 서브픽셀(G) 및 청색 서브픽셀(B) 각각이 컬럼방향을 따라 배치된 종래의 화소 어레이 구조의 경우에 비해 게이트라인의 수는 증가하고 데이터 라인의 수는 감소한다. 결국, 게이트 라인 위에 소스/드레인 패턴을 형성할 수 있는 공간이 충분히 확보된다. Referring to FIG. 1, a pixel array of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention is defined by the intersection of gate lines D1 to D6 and gate lines G1 to G6. In this pixel array, each of the red subpixel R, the green subpixel G, and the blue subpixel B are disposed along the line direction. In the pixel array illustrated in FIG. 1, one pixel includes neighboring red subpixels R, green subpixels G, and blue subpixels G in a column direction. Each TFT includes a pixel electrode of a liquid crystal cell in which data voltages from the data lines D1 to D6 are disposed on the right side of the data lines D1 to D6 in response to gate pulses from the gate lines G1 to G6. To feed. In a pixel array according to an exemplary embodiment of the present invention, when the resolution is m × n, m data lines and 3n gate lines are required, and each of the gate lines of the pixel array has 1/3 horizontal level synchronized with the data voltage. The gate pulses of the period are supplied sequentially. Accordingly, the pixel array structure according to the embodiment of the present invention is compared with the conventional pixel array structure in which each of the red subpixel R, the green subpixel G, and the blue subpixel B are disposed along the column direction. The number of gate lines increases and the number of data lines decreases. As a result, sufficient space for forming a source / drain pattern on the gate line is secured.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 병렬 게이트 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 1픽셀 구조를 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 라인 I-I'을 따라 취한 단면도이다. Hereinafter, a display device according to an exemplary embodiment of the present invention having a parallel gate structure will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. 2 is a plan view illustrating a 1 pixel structure of the display device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 2.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 픽셀 영역(PA) 및 비픽셀 영역(NPA)을 포함하는 기판(110)과, 기판(110) 상의 비픽셀 영 역(NPA)에 매트릭스 형태로 배치되는 게이트 라인(120a) 및 데이터 라인(140a)과, 기판(110) 상의 픽셀 영역(PA)에 형성되는 스위칭 박막트랜지스터(T1), 구동 박막트랜지스터(T2), 커패시터(Cst) 및 픽셀 전극(162)을 포함한다. 구동 박막트랜지스터(T2)는 게이트 전극(120b), 반도체층(130), 소스 전극(140d) 및 드레인 전극(140e)을 포함하며, 드레인 전극(140e)에는 픽셀 전극(162)이 전기적으로 연결되어 있다. 2 and 3, a display device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
비픽셀 영역(NPA)에는 게이트 라인(120a)과 데이터 라인(140a) 외에도 전원 라인(140c)이 형성된다. 특히, 게이트 라인(120a) 상에는 제 1-1 금속층(140b) 및 제 2 금속층(160a)으로 구성되는 제 1 저항(R1)과, 제 3 금속층(141b) 및 제 4 금속층(161a)으로 구성되는 제 2 저항(R2)이 형성되며, 이들 제 1 및 제 2 저항(R1, R2)은 게이트 라인(120a)과 각각 병렬연결되도록 구성되어 있다. In addition to the
이러한 본원발명의 구조를 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 자세하게 설명하기로 한다. 우선, 기판(110) 상에 전면적으로 버퍼층(115)이 형성되고, 비픽셀 영역(NPA)의 버퍼층(115) 상에는 게이트 라인(120a)이, 픽셀 영역(PA)의 버퍼층(115) 상에는 게이트 전극(120b)이 각각 형성된다.The structure of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3. First, the
게이트 라인(120a) 및 게이트 전극(120b)이 형성된 기판(110)의 전면 상에 게이트 절연막(125)이 형성된다. 비픽셀 영역(NPA)의 게이트 절연막(125) 상에는 데이터 라인(140a), 제 1-1 금속층(140b), 제 1-2 금속층(141b) 및 전원 라인(140c)이 동일층 상에서 서로 이격되도록 형성되고, 픽셀 영역(PA)의 게이트 절연막(125) 상에는 반도체층(130), 에치 스토퍼(135), 오믹층(137), 소스 전 극(140d) 및 드레인 전극(140e)이 순차적으로 형성되어 박막 트랜지스터를 구성한다.The
다음으로, 기판(110)의 전면 상에는 패시베이션막(150)이 형성된다. 또한, 패시베이션막(150)에는 비픽셀 영역(NPA)의 게이트 라인(120a)이 노출되도록 제 1 콘택홀(155a), 제 2 콘택홀(155b), 제 3 콘택홀(156a) 및 제 4 콘택홀(156b)이 형성되고, 제 1-1 금속층(140b)이 노출되도록 제 5 콘택홀(155c) 및 제 6 콘택홀(155d)이 형성되며, 제 1-2 금속층(141b)이 노출되도록 제 7 콘택홀(156c) 및 제 8 콘택홀(156d)이 형성된다. 또한, 픽셀 영역(PA)의 드레인 전극(140e)이 노출되도록 제 9 콘택홀(157)이 형성된다.Next, a
제 1 내지 제 9 콘택홀(155a, 155b, 156a, 156b, 155c, 155d, 156c, 156d, 157)이 형성된 패이베이션막(150) 상에는 비픽셀 영역(NPA)의 제 1 콘택홀(155a) 및 제 2 콘택홀(155b)을 통해 게이트 라인(120a)과 접촉하고, 제 5 콘택홀(155c) 및 제 6 콘택홀(155d)을 통해 제 1-1 금속층(140b)과 접촉하도록 제 2-1 금속층(160a)이 형성되고, 제 3 콘택홀(156a) 및 제 4 콘택홀(156b)을 통해 게이트 라인(120a)과 접촉하고, 제 7 콘택홀(156c) 및 제 8 콘택홀(156d)을 통해 제 1-2 금속층(141b)과 접촉하도록 제 2-2 금속층(161a)이 형성되고, 픽셀 영역(PA)의 제 9 콘택홀(157)을 통해 드레인 전극(140e)과 접촉하도록 픽셀 전극(162)이 형성된다. The
이상과 같은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 구성에 의하면, 비픽셀 영역(NPA)에 제 1-1 금속층(140b) 및 제 2-1 금속층(160a)과 제 1-2 금속층(141b) 및 제 2-2 금속층(16ㅁa)이 형성되어 게이트 라인(120a)과 복수의 병렬 저항 구조가 달성되므로, 게이트 라인(120a)의 저항을 낮출 수 있는 이점이 있다.According to the structure of the display device according to the exemplary embodiment as described above, the first-
다음으로 상술한 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 제조방법에 대해 도 4a 내지 도 4e를 참조하여 설명하기로 한다. Next, a method of manufacturing a display device according to an exemplary embodiment of the present invention having the above-described structure will be described with reference to FIGS. 4A to 4E.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 공정별로 나타낸 단면도이다.4A through 4E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 도 4a를 참조하면, 유리, 플라스틱 또는 금속으로 이루어진 기판(210) 상에 버퍼층(215)을 형성한다. 버퍼층(215)은 기판(210)에서 유출되는 알칼리 이온 등과 같은 불순물로부터 후속 공정에서 형성되는 박막 트랜지스터를 보호하기 위해 형성하는 것으로, 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiNx) 등을 사용하여 선택적으로 형성할 수 있다.First, referring to FIG. 4A, a
이어, 버퍼층(215)을 포함하는 기판(210) 상에 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금을 적층하고 패터닝하여 비픽셀 영역(NPA)에는 게이트 라인(220a)을 형성하고, 픽셀 영역(PA)에는 게이트 전극(220b)을 형성한다.Next, molybdenum (Mo), aluminum (Al), chromium (Cr), gold (Au), titanium (Ti), nickel (Ni), and copper (Cu) on the
이때, 게이트 라인(220a) 및 게이트 전극(220b)은 100Å~1000Å의 두께로 이루어질 수 있다. 게이트 라인(220a) 및 게이트 전극(220b)의 두께가 100Å 이상이면, 게이트 라인(220a)의 저항이 높아지는 것을 방지할 수 있고, 게이트 라인(220a) 및 게이트 전극(220b)의 두께가 1000Å 이하이면, 반도체층의 결정화 공정시, 게이트 전극(220b)과 게이트 절연막 간의 열적 변형을 방지할 수 있는 이점이 있다.In this case, the
다음으로, 게이트 라인(220a) 및 게이트 전극(220b)을 포함하는 기판(210) 상에 실리콘 산화물(SiO2) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 적층하여 게이트 절연막(225)을 형성한다. 게이트 절연막(225)은 실리콘 산화물(SiO2) 또는 실리콘 질화물(SiNx)의 단일층 또는 이들의 혼합층으로 형성할 수 있다.Next, a silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) is stacked on the
도 4b를 참조하면, 게이트 전극(220b) 및 게이트 절연막(225)이 형성된 픽셀 영역(PA) 상에 비정질 실리콘막(231), 에치 스토퍼막(232) 및 열전이막(233)을 순차적으로 적층한다.Referring to FIG. 4B, an
에치 스토퍼막(232)은 실리콘 산화물(SiO2) 또는 실리콘 질화물(SiNx)로 형성할 수 있다. 그리고, 열전이막(233)은 전이 금속 예를 들어, Ni, Pd, Ti, Ag, Au, Al, Sn, Sb, Cu, Co, Cr, Mo, Tr, Ru, Rh 및 Pt로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 적층하여 형성할 수 있다. The
다음으로, 열전이막(233) 상에 적외선 레이저장치(240)를 이용하여 레이저를 조사함으로써 비정질 실리콘막(231)을 다결정 실리콘막으로 결정화한다. 이때, 레이저가 조사된 열전이막(233)에서는 전술한 전이 금속이 하부의 에치 스토퍼막(232)을 통해 비정질 실리콘막(231)으로 전이될 수 있다. 비정질 실리콘막(231)에 전이된 전이 금속은 비정질 실리콘막(231)의 시드로 작용하여 고열에서 비정질 실리콘막(231)을 다결정 실리콘막으로 결정화할 수 있다. 특히, 종래에는 레이저를 조사하는 결정화 공정에서 레이저의 고열에 게이트 절연막과 게이트 전극의 열 팽창율 차이로 인한 게이트 절연막의 손상이 발생되었으나, 본 발명에서는 게이트 전극의 두께를 종래의 절반 수준인 1000Å으로 형성하여 게이트 절연막의 손상을 방지할 수 있다.Next, the
도 4c를 참조하면, 결정화 공정이 끝난 후 열전이막(233)을 제거하고, 다결정 실리콘막 및 에치 스토퍼막(232)을 패터닝하여 반도체층(250) 및 에치 스토퍼(255)를 형성한다.Referring to FIG. 4C, after the crystallization process is finished, the
도 4d를 참조하면, 에치 스토퍼(255) 및 반도체층(250)이 형성된 픽셀 영역(PA)에 오믹층(257)을 형성한다. 오믹층(257)은 소스 전극 및 드레인 전극과 반도체층(250)의 오믹 콘택(ohmic contact)을 위한 것으로, 비정질 실리콘에 n+ 불순물을 도핑하여 형성할 수 있다.Referring to FIG. 4D, an
다음으로, 오믹층(257)이 형성된 기판(210) 상에 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금을 적층한 후, 패터닝하여 비픽셀 영역(NPA)에 데이터 라인(260a), 제 1-1 금속층(260b), 제 1-2 금속층(261b), 전원 라인(260c)을 형성하고, 픽셀 영역(PA)에 소스 전극(260d) 및 드레인 전극(260e)을 형성한다. 이와 같은 공정에 따라 픽셀 영역(PA)에는 게이트 전극(220b), 반도체층(250), 소스 전극(260d) 및 드레인 전극(260e)을 포함하는 박막 트랜지스터가 형성된다.Next, molybdenum (Mo), aluminum (Al), chromium (Cr), gold (Au), titanium (Ti), nickel (Ni), and copper (Cu) on the
도 4e를 참조하면, 데이터 라인(260a), 제 1 금속층(260b), 전원 라인(260c), 소스 전극(260d) 및 드레인 전극(260e)이 형성된 기판(210) 상에 폴리이미드(polyimide), 벤조사이클로부틴계 수지(benzocyclobutene series resin), 아크릴레이트(acrylate) 등의 유기물 또는 실리콘 산화물을 액상 형태로 코팅한 다음 경화시키는 SOG(spin on glass)와 같은 무기물을 도포하여 패시베이션막(270)을 형성한다.Referring to FIG. 4E, polyimide may be formed on the
다음으로, 비픽셀 영역(NPA)의 게이트 라인(220a)이 노출되도록 패시베이션막(270) 및 게이트 절연막(225)을 식각하여 제 1 콘택홀(275a), 제 2 콘택홀(275b), 제 3 콘택홀(276a) 및 제 4 콘택홀(276b)을 형성하고, 제 1-1 금속층(260b)이 노출되도록 패시베이션막(270)을 식각하여 제 5 콘택홀(275c) 및 제 6 콘택홀(275d)을 형성하고, 제 1-2 금속층(261b)이 노출되도록 패시베이션막(270)을 식각하여 제 7 콘택홀(276c) 및 제 8 콘택홀(276d)을 형성한다. 또한, 픽셀 영역(PA)의 드레인 전극(260e)이 노출되도록 패시베이션막(270)을 식각하여 제 9 콘택홀(277)을 형성한다. 이와 같은 제 1 내지 제 9 콘택홀(275a, 275b, 276a, 276b, 275c, 275d, 276c, 276d, 277)들의 형성 공정은 하나의 마스크를 이용하여 동시에 수행될 수 있다.Next, the
이어, 패시베이션막(270)이 형성된 기판(210) 상에 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명도전막을 적층하고 패터닝하여, 비픽셀 영역(NPA)에 제 2-1 금속층(280a)과 제 2-2 금속층(281a)을 형성하고, 픽셀 영역(PA)에 픽셀 전극(282)을 형성한다.Subsequently, a transparent conductive film, such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO), is laminated and patterned on the
픽셀 영역(PA)에서는 패시베이션막(270)을 관통하는 제 9 콘택홀(277)을 통해 픽셀 전극(282)이 드레인 전극(260e)과 콘택된다. 또한, 비픽셀 영역(NPA)에서는 패시베이션막(270) 및 게이트 절연막(225)을 관통하는 제 1 콘택홀(275a) 및 제 2 콘택홀(275b)을 통해서는 제 2-1 금속층(280a)이 게이트 라인(220a)과 콘택되고, 제 3 콘택홀(276a) 및 제 4 콘택홀(276b)을 통해서는 제 2-2 금속층(281a)이 게이트 라인(220a)과 콘택되며, 패시베이션막(270)을 관통하는 제 5 콘택홀(275c) 및 제 6 콘택홀(275d)을 통해서는 제 2-1 금속층(280a)이 제 1-1 금속층(260b)과 콘택되고, 제 7 콘택홀(276c) 및 제 8 콘택홀(276d)을 통해서는 제 2-2 금속층(281a)이 제 1-2 금속층(261b)과 콘택된다. In the pixel area PA, the
특히, 제 2-1 금속층(280a)은 제 1 콘택홀(275a) 및 제 2 콘택홀(275b)에서 제 1-1 금속층(260b)과 접촉하면서 동시에 게이트 라인(220a)과 콘택하며, 제 2-2 금속층(281a)은 제 3 콘택홀(276a) 및 제 4 콘택홀(276b)에서 제 1-2 금속층(261b)과 접촉하면서 동시에 게이트 라인(220a)과 콘택한다. 따라서, 제 2-1 금속층(280a)을 통해 제 1-1 금속층(260b)과 게이트 라인(220a)이 전기적으로 연결되고, 제 2-2 금속층(281a)을 통해 제 1-2 금속층(261b)과 게이트 라인(220a)이 전기적으로 연결된다. 결국, 게이트 라인(220a)과 제 1-1 금속층(260b)은 제 2-1 금속층(280a)을 통해 병렬 저항(R1)을 형성하고, 게이트 라인(220a)과 제 1-2 금속층(261b)은 제 2-2 금속층(281a)을 통해 병렬 저항(R2)을 형성하므로 복수의 병렬저항이 형성되게 된다. In particular, the 2-1
본 발명의 실시예에서는 제 5 콘택홀(275c) 및 제 6 콘택홀(275d)은 제 1 콘택홀(275a) 및 제 2 콘택홀(275b)의 사이에 위치하고, 제 7 콘택홀(276c) 및 제 8 콘택홀(276d)은 제 3 콘택홀(276a) 및 제 2 콘택홀(276b)의 사이에 위치하는 것으로 설명하였다. 제 5 콘택홀(275c) 및 제 5 콘택홀(275d)의 사이에 제 1 콘택홀(275a) 및 제 2 콘택홀(275b)이 위치하는 것도 가능하나, 제 1-1 금속층(260b)이 제 1 콘택홀(275a) 및 제 2 콘택홀(275b)에 의해 패터닝되어 제 1-1 금속층(260b)의 길이가 짧아지게 된다. 따라서, 병렬 저항의 길이가 짧아져 저항을 낮추는 효과가 저하되므로 제 5 콘택홀(275c) 및 제 6 콘택홀(275d)은 제 1 콘택홀(275a) 및 제 2 콘택홀(275b)의 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 마찬가지 이유로 제 7 콘택홀(276c) 및 제 콘택홀(276d)은 제 3 콘택홀(276a) 및 제 4 콘택홀(276b)의 사이에 위치하는 것이 바람직하다. In the embodiment of the present invention, the
상기와 같이 제조된 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시장치는 게이트 전극의 두께를 얇게 하여 반도체층의 결정화 공정시 게이트 절연막이 손상되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다. 또한, 게이트 전극 및 게이트 라인의 두께가 얇아져 저항이 증가되는 것을 게이트 라인에 제 1 금속층 및 제 2 금속층을 형성하여 복수의 병렬 저항을 구현함으로써, 게이트 라인의 저항을 낮출 수 있는 이점이 있다.The display device according to the exemplary embodiment of the present invention manufactured as described above has an advantage of preventing the gate insulating layer from being damaged during the crystallization process of the semiconductor layer by reducing the thickness of the gate electrode. In addition, since the thickness of the gate electrode and the gate line is reduced, the resistance of the gate line is increased by forming the first metal layer and the second metal layer in the gate line to implement a plurality of parallel resistors, thereby reducing the resistance of the gate line.
이하, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 표시장치에 의해 얻어지는 게이트 라인의 저항 저하 효과에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, the resistance reduction effect of the gate line obtained by the display device manufactured according to the embodiment of the present invention will be described.
표 1은 본 발명의 실시예에 따르는 표시장치의 각 픽셀에 있어서의 병렬 게이트 구조를 형성한 경우의 각 픽셀(단위픽셀)에 대한 저항값과 종래의 픽셀 구조에 있어서의 게이트 구조에서의 저항값을 비교하여 나타낸 표이다. 설명의 편의를 위해 실시예에서는 병렬저항이 하나인 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이는 하나의 예시를 보여주는 것일 뿐이며 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다. Table 1 shows the resistance value for each pixel (unit pixel) when the parallel gate structure is formed in each pixel of the display device according to the embodiment of the present invention, and the resistance value in the gate structure in the conventional pixel structure. Tables comparing these. For convenience of description, the embodiment has been described taking the case of one parallel resistor as an example, but this is only to illustrate one example and the present invention is not limited thereto.
Example 1
38.25
38.25
38.25
38.25
표 1로 부터 알 수 있는 바와 같이, 종래의 표시장치에 따른 픽셀구조에서 직렬저항은 다음의 식에 따라 계산된다. As can be seen from Table 1, in the pixel structure according to the conventional display device, the series resistance is calculated according to the following equation.
상기 수학식 1에서, ρ는 게이트 라인으로 사용되는 재료의 비저항값(Ω/㎛)을 나타내며, 몰리브덴의 경우 그 값이 0.15Ω/㎛이다. L은 게이트 라인의 길이(㎛)를, H는 게이트 라인의 두께(㎛)를, W는 게이트 라인의 선폭(㎛)을 각각 나타내고 있다. In
상기 표 1에 따라 저항값을 계산하면 저항(Ω)은 0.15×240/(0.1×5)=72Ω로 계산된다. When the resistance value is calculated according to Table 1, the resistance (Ω) is calculated as 0.15 × 240 / (0.1 × 5) = 72Ω.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 픽셀구조에서 저항값은 게이트라인(220a)의 직렬저항과 제 1 금속층의 저항의 합으로 구해진다. 본 발명에서의 직렬저항 성분의 게이트라인의 길이는 120㎛, 병렬저항 성분은 30㎛길이 4개로 구성된다. 우선, 직렬저항 성분에 대해 계산해 보면, 0.15×120/(0.1×5)=36Ω으로 계 산된다. 다음으로 병렬저항 성분에 대해 계산해 보면, 4개의 병렬저항 성분(R1, R2, R3, R4)에 대해 상기 수학식 1에 따라 각각 계산하면 동일한 9Ω의 값이 구해진다. 또한 이들 병렬저항값은 다음의 수학식 2에 구해진다.Next, in the pixel structure according to the exemplary embodiment of the present invention, the resistance value is obtained by the sum of the series resistance of the
상기 수학식 2에 각 병렬저항성분의 값 9Ω을 대입하면 전체 병렬저항R=1/(1/9+1/9+1/9+1/9)=9/4=2.25Ω으로 구해진다. Substituting the value of 9Ω of each parallel resistance component into the
따라서 본 발명의 실시예에 따른 픽셀구조의 전체 저항은 직렬저항성분 36Ω와 병렬저항성분의 합 2.25Ω을 합한 값인 38.25Ω이 된다. Therefore, the total resistance of the pixel structure according to the exemplary embodiment of the present invention is 38.25Ω, which is the sum of the series resistance component 36Ω and the parallel resistance component 2.25Ω.
위의 계산결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 병렬게이트 구조에 의하면, 동일한 선폭과 길이에서의 게이트 라인의 저항값이 72Ω으로부터 38.25Ω으로 감축되므로 저항값이 약 46.9% 정도 개선되는 효과를 얻을 수 있다. 이상의 설명은 병렬저항이 하나일 경우를 예로 들고 있으나, 2 이상의 복수의 병렬저항이 형성되는 경우 상술한 설명을 통해 저항값이 더욱 개선될 수 있음을 알 수 있다. As can be seen from the above calculation result, according to the parallel gate structure according to the embodiment of the present invention, since the resistance value of the gate line at the same line width and length is reduced from 72Ω to 38.25Ω, the resistance value is about 46.9%. An improved effect can be obtained. In the above description, the case where one parallel resistance is one example, but when two or more parallel resistances are formed, it can be seen that the resistance value can be further improved through the above description.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 예컨대, 본 발명의 실시예의 설명에서는 게이트 라인 상부에 제 1-1 및 제 1-2 금속층(즉, 2개의 제 1 금속층)과 제 2-1 및 제 2-2 금속층(즉, 2개의 제 2 금속층)을 형성하여 2개의 병렬저항을 형성하는 것에 대해 설명하고 있으나, 제 1 금속층 및 제 2 금속층을 각각 3개 이상으로 형성하여 게이트 라인의 전체저항을 더욱 낮출 수도 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that the invention may be practiced. Therefore, the embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all aspects. For example, in the description of the embodiment of the present invention, the first-first and second-second metal layers (ie, two first metal layers) and the second-first and second-second metal layers (ie, two second layers) are disposed on the gate lines. Forming two parallel resistors by forming a metal layer) is described. However, three or more first metal layers and two second metal layers may be formed to further lower the overall resistance of the gate line. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims. Also, it is to be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 픽셀 어레이를 도시한 등가회로도.1 is an equivalent circuit diagram illustrating a pixel array of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 표시장치의 1픽셀에 대한 구조를 도시한 평면도.FIG. 2 is a plan view illustrating a structure of one pixel of the display device illustrated in FIG. 1. FIG.
도 3은 2의 I-I'선을 따라 취한 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of 2.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면.4A to 4E are diagrams illustrating processes for manufacturing a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉Description of the Related Art
110 : 기판 115 : 버퍼층110
120a : 게이트 라인 125 : 게이트 절연막120a: gate line 125: gate insulating film
130 : 반도체층 140a : 데이터 라인130:
140b : 제 1 금속층 140c : 전원라인140b:
150 : 패시베이션막 150: passivation film
155a, 155b, 155c, 155d, 155e : 콘택홀155a, 155b, 155c, 155d, 155e: contact hole
160a : 제 2 금속층 162 : 픽셀전극160a: second metal layer 162: pixel electrode
Claims (8)
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020090125710A KR20110068653A (en) | 2009-12-16 | 2009-12-16 | Display panel device |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140049401A (en) * | 2012-10-17 | 2014-04-25 | 삼성디스플레이 주식회사 | Organic light emitting display device and the manufacturing method thereof |
US9449551B2 (en) | 2013-03-26 | 2016-09-20 | Samsung Display Co., Ltd. | Organic light emitting diode display |
WO2020073393A1 (en) * | 2018-10-09 | 2020-04-16 | 武汉华星光电技术有限公司 | Pixel structure for use in display device |
-
2009
- 2009-12-16 KR KR1020090125710A patent/KR20110068653A/en not_active Application Discontinuation
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