액정 표시 장치 및 그 제조 방법 document_id A220623029336

본 발명은 액정표시장치에 대한 것으로, 특히 고개구율 구조의 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device: LCD), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel: PDP), 전기발광 표시 장치(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다. 그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 액정 표시 장치가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전, 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다. 이와 같이 액정표시장치가 일반적인 화면 표시 장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려 있다고 할 수 있다. 일반적인 액정 표시 장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 일정 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다. 이하, 첨부 도면을 참조하여 종래의 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 대하여 설명하도록 한다. 도 1은 종래의 횡전계 방식 액정 표시 장치의 단위 화소의 확대 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ', Ⅱ-Ⅱ', Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 절단한 종래의 횡전계 방식 액정 표시 장치의 어레이 기판의 단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(100) 상의 일 방향으로 게이트 배선(101)이 형성되어 있고, 상기 게이트 배선(101)과 교차하며 상기 제 1 기판(100)의 다른 방향으로 데이터 배선(121)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 배선(101)과 상기 데이터 배선(121)의 교차되는 영역은 화소 영역(P)으로 정의된다. 상기 게이트 배선(101)의 일단에는 게이트 패드부(113)가 형성되어 있고, 상기 데이터 배선(121)의 일단에는 데이터 패드부(123)가 형성되어 있다. 상기 게이트 패드부(113)는 상기 게이트 배선(101)이 연장된 게이트 하부 패드(101a)와 상기 게이트 하부 패드(101a)에 전기적으로 연결된 게이트 상부 패드(137)를 포함한다. 상기 데이터 패드부(123)는 상기 데이터 배선(121)이 연장된 데이터 하부 패드(121a)와 상기 데이터 하부 패드(121a)에 전기적으로 연결된 데이터 상부 패드(135)를 포함한다. 상기 화소 영역(P)에는 적어도 하나 이상의 박막 트랜지스터(TFT)가 소정 위치에 형성되어 있으며, 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 상기 화소 영역에 화소 전극(133)이 형성되어 있다. 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트 배선(101)으로부터 신호를 인가받는 게이트 전극(103)과, 상기 게이트 전극(103)을 덮는 게이트 절연막(105)과, 상기 게이트 전극(103)의 위치에서 상기 게이트 절연막(105) 상에 형성된 반도체층(119)과, 상기 반도체층(119)의 일단과 다른 일단에 형성되어 서로 소정 간격 이격된 소스 전극(125) 및 드레인 전극(127)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 소스 전극(125)은 상기 데이터 배선(121)과 연결되어 데이터 신호를 인가받는다. 상기 반도체층(119)은 비정질 실리콘으로 이루어진 액티브층(115)과 상기 소스 전극(125) 및 상기 드레인 전극(127)과 접촉되며 불순물이 이온 주입된 오믹 콘택층(117a, 117b)으로 이루어질 수 있다. 상기 제 1 기판(100) 상에는 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 보호막(131)이 형성되어 있으며, 상기 보호막(131)은 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극(127)의 소정 영역을 노출시키는 제 1 콘택홀(141)과, 상기 데이터 배선(121)의 일단에 형성된 데이터 하부 패드(121a)의 소정 영역을 노출시키는 제 2 콘택홀(143)이 형성되어 있다. 예를 들어, 상기 보호막(131)은 실리콘 질화막(SiNx)으로 형성한다. 그리고, 상기 게이트 배선(101)의 일단에 형성된 게이트 하부 패드(101a)의 소정 영역에는 상기 보호막(131)과 상기 게이트 절연막(105)을 관통하는 제 3 콘택홀(145)이 형성되어 있다. 상기 화소 영역(P)에는 상기 박막 트랜지스터의 상기 드레인 전극(127)과 연결되어 화소 신호를 인가받는 제 1 전극(133)들이 형성되어 있으며, 상기 화소 영역에는 상기 제 1 전극(133)들과 교대로 배치된 제 2 전극(107)들이 형성되어 있다. 일반적으로, 상기 제 1 전극(133)은 화소 전극이라고 하며, 상기 제 2 전극(107)은 공통 전극이라고 한다. 상기 제 2 전극(107)은 상기 게이트 배선(101)과 실질적으로 동일한 방향으로 형성된 공통 배선(109)과 연결되어 공통 신호를 인가받는다. 상기 횡전계 방식 액정 표시 장치 구동시에, 상기 제 1 전극(133)과 상기 제 1 전극(133)의 인근에 배치된 제 2 전극(107) 사이에서는 횡전계가 형성된다. 상기 데이터 배선(121)과 상기 제 1 전극(133) 및 상기 제 2 전극(107) 중 적어도 어느 하나는 지그재그로 형성할 수 있다. 이 때, 상기 데이터 배선(121)과 상기 데이터 배선(121)과 인접한 제 1 전극(133) 사이에서 기생 캐패시턴스가 형성되어 화질 불량을 초래할 수 있다. 예를 들어, 상기 기생 캐패시턴스는 수직 크로스토크(vertical cross-talk)를 유발시킬 수 있다. 상기 수직 크로스토크는 상기 화소 전극(133)에 화소 신호가 인가되지 않았음에도 불구하고 상기 데이터 배선(121)과 화소 전극(133) 사이에 형성된 기생 캐패시터(Cdp)에 의하여 상기 제 1 전극(133)과 상기 제 2 전극(107) 사이에 전계가 형성되어 액정이 구동되고, 이로 인하여 원치 않는 이미지가 발생되는 것을 말한다. 따라서, 상기와 같은 화질 불량을 최소화하기 위하여, 성가 데이터 배선(121)과 상기 데이터 배선(121)에 인접한 제 1 전극(133) 사이에 충분한 거리를 두어 상기 기생 캐패시턴스를 최소화하거나, 상기 보호막(131)을 저유전율의 재질을 사용하여 기생 캐패시턴스를 최소화하려는 시도가 있다. 그러나, 상기 데이터 배선(121)과 상기 데이터 배선(121)에 인접한 제 1 전극(133)의 사이에 충분한 이격 거리를 확보하는 것은 개구율 및 휘도를 저하시키는 문제점이 있다. 또한, 상기 보호막(133)으로서 저유전율의 재질 예를 들어, 포토 아크릴(photo-acryle)을 사용할 경우 상기 소스 및 드레인 전극(125, 127) 사이에서 노출되는 채널 영역의 계면 특성을 악화시키게 되고 오프-커런트(off-current)를 증가시켜 박막 트랜지스터의 불량을 발생시키는 문제점이 있다.