KR101232149B1 - 액정표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하나의 데이터 배선을 통해 R,G,B의 단위화소들을 구동하는 경우, 게이트 배선과 화소전극 사이의 액정들이 원하는 방향으로 제어되지 않아 빛샘이 발생하는바, 이를 방지하기 위해서 스토리지 전극을 사용하여 상기 게이트 배선과 화소전극 사이의 빛샘을 차광하고자 하는 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 액정표시소자는 서로 대향합착되고 그 사이에 액정층이 구비된 제 1 ,제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 서로 수직 교차하는 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 R,G,B의 단위화소 각각에 형성되는 박막트랜지스터 및 화소전극과, 상기 데이터 배선 방향으로 순차적으로 배치되는 R,G,B의 단위화소와, 상기 데이터 배선과 나란하게 형성되는 제 1 세그먼트와 상기 게이트 배선과 화소전극 사이의 영역을 쉴딩하기 위해 상기 제 1 세그먼트로부터 연장되는 제 2 세그먼트로 구성되는 스토리지 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
스토리지 전극, 빛샘방지
Description
도 1은 종래 기술에 의한 액정표시소자의 평면도.
도 2는 일반적인 액정표시소자의 구동회로부를 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명에 의한 액정표시소자의 평면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정표시소자의 평면도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정표시소자의 공정평면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명
112 : 게이트 배선 112a : 게이트 전극
115 : 데이터 배선 115a : 소스 전극
115b : 드레인 전극 117 : 화소전극
124 : 스토리지 전극 124a : 제 1 세그먼트
124b : 제 2 세그먼트
본 발명은 액정표시소자(LCD ; Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히 하나의 데이터 배선을 통해 R,G,B의 단위화소들을 구동하는 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
평판표시소자로서 최근 각광받고 있는 액정표시소자는 콘트라스트(contrast) 비가 크고, 계조 표시나 동화상 표시에 적합하며 전력소비가 작다는 장점 때문에 활발한 연구가 이루어지고 있다.
특히, 얇은 두께로 제작될 수 있어 장차 벽걸이 TV와 같은 초박형(超薄形) 표시장치로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 무게가 가볍고, 전력소비도 CRT 브라운관에 비해 상당히 적어 배터리로 동작하는 노트북 컴퓨터의 디스플레이, 개인 휴대폰 단말기, TV, 항공용 모니터로 사용되는 등, 차세대 표시장치로서 각광을 받고 있다.
이와 같은 액정표시소자는 일반적으로 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 각 화소 영역에 박막트랜지스터, 화소전극, 스토리지 커패시터가 형성된 박막트랜지스터 어레이 기판과, 컬러필터층과 공통전극이 형성된 컬러필터 어레이 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성되어, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하여 화상을 표시한다.
이하, 도면을 참조하여 종래 기술에 의한 액정표시소자를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 기술에 의한 액정표시소자의 평면도이고, 도 2는 일반적인 액정 표시소자의 구동회로부를 나타낸 평면도이다.
먼저, 액정표시소자의 박막트랜지스터 어레이 기판(11)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 일렬로 배치된 게이트 배선(12)과 상기 게이트 배선(12)에 수직으로 교차 배치되는 데이터 배선(15)에 의해 단위 화소가 정의되며, 상기 게이트 배선(12) 및 데이터 배선(15)의 교차 지점에서 게이트 전극(12a), 게이트 절연막(13), 반도체층(14), 오믹콘택층(14a) 및 소스/드레인 전극(15a,15b)으로 적층되어 전압의 턴-온 또는 턴-오프를 제어하는 박막트랜지스터(TFT)와, 빛을 투과시키는 영역으로 액정층에 신호전압을 걸어주는 화소전극(17)과, 레밸-쉬프트(Level-shift) 전압을 작게 하고 비선택 기간 동안에 화소정보를 유지해 주는 스토리지 커패시터가 구비되어 있다.
이 때, 상기 게이트 배선(12)과 데이터 배선(15) 사이에는 절연막인 게이트 절연막(13)이 더 구비되고, 상기 박막트랜지스터와 화소전극 사이에는 보호막(16)이 더 구비된다.
그리고, 스토리지 커패시터(Cst)는 상기 게이트 배선(12)과 동일층에 형성되어 상기 게이트 배선에 평행하는 스토리지 전극(12b)과, 상기 스토리지 전극에 오버랩되는 상기 화소전극(17)과, 상기 스토리지 전극(12b) 및 화소전극(17) 사이에 개재된 게이트 절연막(13) 및 보호막(16)으로 구성되어, 박막트랜지스터의 턴오프 구간동안 액정에 충전된 전하를 유지시켜준다.
통상, 스토리지 커패시터는 서로 대향하는 커패시터 상,하부 전극 사이에 절연층이 형성되어 있는 구조를 가지는데, 상기 스토리지 전극(12b)이 커패시터 하부 전극 역할을 하고, 상기 게이트 절연막(13) 및 보호막(16)이 절연층의 역할을 하며, 상기 화소전극(17)의 소정 영역이 커패시터 상부전극의 역할을 한다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 배선(12)의 끝단에는 게이트 펄스를 인가하기 위한 게이트 구동부(10)가 더 구비되고, 데이터 배선(15)의 끝단에는 데이터를 입력하기 위한 데이터 구동부(8)가 더 구비되는데, 액정표시소자의 게이트 구동부 및 데이터 구동부를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(50)가 요구된다.
상기 타이밍 컨트롤러(50)는 도시하지 않은 디지털 비디오 카드로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터를 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)별로 재정렬하게 된다. 타이밍 컨트롤러(12)에 의해 재정렬된 데이터(R,G,B)는 데이터 구동부(8)에 입력된다. 또한, 타이밍 컨트롤러(12)는 자신에게 입력되는 수평 및 수직 동기신호(H, V)와 클럭신호(MCLK)를 이용하여 데이터 제어신호(Data Control Signal:DCS)와 게이트 제어신호(Gate Control Signal:GCS)를 발생시켜 데이터 구동부(8)와 게이트 구동부(10)에 각각 공급한다.
이때, 상기 데이터 제어신호(DCS)는 도트클럭(Dclk), 소스쉬프트클럭(SSC), 소스인에이블신호(SOE), 극성반전신호(POL) 등을 포함하여 데이터 구동부(8)에 입력된다. 게이트 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 쉬프트클럭(GSC), 게이트출력 인에이블(GOE) 등을 포함하여 게이트 구동부(10)에 입력된다.
구체적으로, 상기 데이터 구동부(8)는 타이밍 컨트롤러(50)로부터의 데이터 제어신호(DCS)에 따라 데이터를 샘플링한 후에, 샘플링된 데이터를 수평기 간(Horizontal Time : 1H, 2H,...)마다 1 라인분식 래치하고 래치된 데이터를 데이터 배선들에 공급한다. 또한, 타이밍 컨트롤러(50)로부터의 디지털 화소 데이터(R, G, B)를 전원 발생부로부터 입력되는 감마전압(GMA1~6)을 이용하여 아날로그 화소 신호로 변환하여 데이터 배선들에 공급한다.
그리고, 상기 게이트 구동부(10)는 타이밍 컨트롤러(50)로부터의 게이트 제어신호(GCS) 중 게이트 스타트 펄스(GSP)에 응답하여 게이트펄스를 순차적으로 발생하는 쉬프트 레지스터와, 게이트펄스의 전압을 액정셀의 구동에 적합한 전압레벨로 쉬프트시키기 위한 레벨 쉬프터를 포함한다. 게이트 구동부(10)는 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 게이트 라인들에 순차적으로 게이트 하이전압을 공급한다.
상기와 같은 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판은, 도시하지 않았으나, 컬러필터 어레이 기판에 대향합착되고 그 사이에 액정층이 구성된다. 상기 컬러필터 어레이 기판에는 빛샘을 차단하는 블랙 매트릭스와 R,G,B의 화상을 구현하기 위해 단위 화소 크기별로 패터닝되어 있는 컬러필터층과, TFT 어레이 기판의 화소전극에 대향하여 액정층을 구동하기 위한 전계를 형성하는 공통전극이 형성되어 있다.
이때, R,G,B의 단위화소가 순서대로 배열되어 하나의 화소를 구성하는데, 구체적으로 R 단위화소, G 단위화소, B 단위화소를 게이트 배선 방향으로 R,G,B 순서로 배치하여 데이터 배선 방향으로 스트라이프 구조가 되도록 한다. 따라서, 게이트 배선 방향으로 배열된 R,G,B 단위 화소가 하나의 화소를 구성하게 된다.
이와같은 액정표시소자는 상기 게이트 배선(12)을 통해 게이트 펄스가 인가되고, 데이터 배선(15)을 통해 데이터 펄스가가 입력되어, 상기 게이트 배선과 데 이터 배선의 박막트랜지스터의 온/오프에 의해 화소전극에 영상신호가 전달되어 화상을 표시하게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 액정표시소자는 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 데이터 배선에 공급되는 데이터 펄스는 게이트 배선에 공급되는 게이트 펄스에 의해 선택적으로 턴-온된 TFT를 경유하여 R,G,B 단위화소의 각 화소전극에 충전되는데, 이와같이 충전된 전압에 의해 액정이 구동되어 R,G,B의 화상을 표시하게 된다.
따라서, 하나의 화소를 구동하기 위해서는 하나의 게이트 배선에 게이트 펄스를 인가함과 동시에 R,G,B라인에 해당되는 3개의 데이터 배선에 데이터 펄스를 인가하여야 한다.
결국 데이터 배선의 라인수가 게이트 배선에 비해 많아지게 되고, 이러한 데이터 배선에 펄스를 공급하기 위한 데이터 드라이브 IC의 수도 많아지게 되어 데이터 구동부가 복잡하게 된다. 그리고, 많은 수의 데이터 배선들을 구동시켜야 하므로 그만큼의 소비전략도 커지게 된다.
또한, 데이터 드라이브 IC는 고가의 소자로 액정표시장치의 생산비용에 많은 부분을 차지하고 있다. 특히, 액정표시소자가 고정세 및 대화면화 되어갈수록 화소수가 증가하게 되고 화소 수가 증가하게 되면 데이터 배선의 수는 더욱 증가하게 되므로 생산성이 떨어지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 하나의 데이터 배선을 통해 RGB의 단위화소들을 구동할 수 있도록 하여 데이터 배선의 라인수를 줄이고 데이터 드라이브 IC의 수도 줄임으로써 소자의 대면적화에 대비하고 생산성도 향상시키고자 하는 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
특히, 본발명은 하나의 데이터 배선을 통해 R,G,B의 단위화소들을 구동하는 경우, 게이트 배선과 화소전극 사이의 액정들이 원하는 방향으로 제어되지 않아 빛샘이 발생하는바, 이를 방지하기 위해서 스토리지 전극을 사용하여 상기 게이트 배선과 화소전극 사이의 빛샘을 차광하고자 하는 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공하는데 또다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시소자는 서로 대향합착되고 그 사이에 액정층이 구비된 제 1 ,제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 서로 수직 교차하는 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 R,G,B의 단위화소 각각에 형성되는 박막트랜지스터 및 화소전극과, 상기 데이터 배선 방향으로 순차적으로 배치되는 R,G,B의 단위화소와, 상기 데이터 배선과 나란하게 형성되는 제 1 세그먼트와 상기 게이트 배선과 화소전극 사이의 영역을 쉴딩하기 위해 상기 제 1 세그먼트로부터 연장되는 제 2 세그먼트로 구성되는 스토리지 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시소자의 제조방 법은 게이트 절연막을 사이에 두고 서로 수직교차하는 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 상기 데이터 배선 방향보다 상기 게이트 배선 방향으로 길게 형성되는 단위화소를 정의하는 단계와, 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차 지점에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 데이터 배선을 포함한 전면에 보호막을 형성하는 단계와, 상기 보호막 상에 상기 박막트랜지스터에 연결되는 화소전극을 형성하는 단계와, 상기 데이터 배선에 평행하는 제 1 세그먼트와 상기 제 1 세그먼트로부터 연장되어 화소전극과 게이트 배선 사이의 영역을 쉴딩하는 제 2 세그먼트로 구성되는 스토리지 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
즉. 하나의 데이터 배선을 통해 R,G,B의 단위화소들을 구동하는 경우 단위화소가 데이터 배선 방향보다 게이트 배선 방향으로 더 길게 형성되는바, 이때, 게이트 배선과 화소전극 사이에 발생하는 넓은 빛샘영역을 쉴딩하기 위해서 해당영역에 스토리지 전극을 연장형성하여 이를 방지하고자 하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 의한 액정표시소자의 평면도이다.
본 발명에 의한 액정표시소자의 TFT 어레이 기판에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 일방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선(212)과, 상기 게이트 배선에 수직교차하여 단위화소를 정의하는 데이터 배선(215)과, 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차 지점에 형성되어 스위칭 역할을 하는 박막트랜지스터(TFT)와, 상기 박 막트랜지스터의 드레인 전극에 콘택되는 화소전극(217)과, 상기 화소전극에 오버랩되어 스토리지 커패시터를 구성하는 스토리지 전극(224)이 형성되어 있다.
이때, 상기 단위화소는 R단위화소와, G단위화소와, B단위화소로 구성되는데, R 단위화소, G 단위화소, B 단위화소를 상기 데이터 배선 방향으로 R,G,B 순서로 배치하여 게이트 배선 방향으로 스트라이프 구조가 되도록 함으로써 데이터 배선 방향으로 배열된 R,G,B 단위 화소가 하나의 화소가 되게 한다. 따라서, 정해진 화소의 면적에 대해서 종래에는 R,G,B단위화소가 게이트 배선 방향으로 배열되어 각 단위화소가 데이터 배선 방향으로 길게 형성되었던 반면, 본발명은 R,G,B단위화소가 데이터 배선방향으로 배열되어 각 단위화소가 게이트 배선 방향으로 길게 형성되는 차이점이 있다.
이러한 TFT 어레이 기판에 R,G,B의 컬러필터층 및 공통전극이 구비된 컬러필터층 어레이 기판을 대향합착하고 그 사이에 액정층을 개재하면, TFT 어레이 기판의 화소전극과 컬러필터층 어레이 기판의 공통전극 사이에 전계가 형성된다. 액정층은 자신에게 인가된 전계에 응답하여 TFT 어레이 기판을 경유하여 입사되는 광의 투과량을 조절한다. 상기 화소전극(217)과 공통전극(미도시)과의 전위차에 의해 TFT 어레이 기판과 컬러필터층 어레이 기판 사이에 위치하는 액정층의 액정은 유전율 이방성에 의해 회전하게 된다. 이에 따라, 광원으로부터 화소전극(217)을 경유하여 입력되는 광이 컬러필터층 어레이 기판 쪽으로 투과된다.
그러나 이 경우, 화소전극과 게이트 전극 사이에는 전계가 형성되지 않아 액정층을 원하는 방향으로 구동할 수 없게 되고 결국 광원으로부터 입력되는 광이 원 하지 않게 빛샘으로 보이는 문제점이 있었다.
특히, 도 3에서와 같이 단위화소가 게이트 배선 방향으로 길게 형성되고 데이터 배선 방향으로 짧게 형성되어 있는 경우 게이트 배선과 화소전극 사이에서 발생하는 빛샘량이 많아져 화상품질이 현저하게 떨어지게 된다.
따라서, 상기 게이트 배선과 화소전극 사이에서 발생되는 빛샘을 방지하기 위한 구조의 실시예에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정표시소자의 평면도이며, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정표시소자의 공정평면도이다.
먼저, 본발명의 다른 실시예에 의한 TFT 어레이 기판은, 도 4에 도시된 바와 같이, 일렬로 평행하게 배열되고 게이트 펄스가 전달되는 게이트 배선(Gate Line)(112)과, 상기 게이트 배선을 포함한 전면에 형성된 게이트 절연막(도시하지 않음)과, 상기 게이트 절연막 상에 형성되고 상기 게이트 배선에 수직교차하여 단위화소를 정의하며 데이터 펄스가 전달되는 데이터 배선(Data Line)(115)과, 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 형성되는 박막트랜지스터와, 상기 데이터 배선 및 박막트랜지스터를 포함한 전면에 형성되는 보호막(도시하지 않음)과, 상기 보호막 상에서 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극에 콘택되는 화소전극(117)과, 상기 화소전극에 오버랩되도록 형성되어 스토리지 커패시터를 구성함과 동시에 상기 게이트 배선과 화소전극 사이의 영역을 쉴딩하고자 하는 스토리지 전극(124)으로 구성된다.
참고로, 상기 박막트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 배선(112)으로부터 분기되 는 게이트 전극(112a)과, 상기 게이트 전극(112a) 상부에 형성된 게이트 절연막(113)과, 상기 게이트 전극(112a) 상부의 게이트 절연막 상에 형성된 반도체층(도시하지 않음)과, 상기 데이터 배선(115)에서 분기되어 상기 반도체층의 일측에 오버랩되는 소스전극(115a)과, 상기 반도체층 상에서 상기 소스 전극(115a)과 일정 간격 떨어진 드레인 전극(115b)으로 구성되어 각 화소영역에 인가되는 전압의 온/오프를 제어한다.
상기 단위화소는 R단위화소와, G단위화소와, B단위화소로 구성되는데, 하나의 데이터 배선을 통해 R,G,B의 단위화소를 한꺼번에 구동하므로 R,G,B의 단위화소를 상기 데이터 배선 방향으로 순차적으로 배치한다.
이때, R,G,B 단위 화소가 하나의 화소를 구성하게 되므로 각 단위화소는 상기 데이터 배선 방향보다 상기 게이트 배선 방향으로 길게 형성되는 것을 특징으로 한다. 단위화소가 게이트 배선 방향으로 길게 형성되므로 게이트 배선과 화소전극 사이에서 빛샘이 더욱 발생하게 되고, 이를 쉴딩하기 위해 상기 스토리지 전극을 연장형성한다.
구체적으로, 상기 스토리지 전극(124)은 서로 인접하는 데이터 배선 사이에서 상기 데이터 배선과 나란하게 형성되는 제 1 세그먼트(124a)와 상기 게이트 배선과 화소전극 사이의 영역을 쉴딩하기 위해 상기 제 1 세그먼트로부터 연장형성되는 제 2 세그먼트(124b)로 구성되며, 상기 데이터 배선과 동일층에 형성된다.
상기 스토리지 전극의 제 1 세그먼트(124a)는 보호막을 사이에 두고 상기 화소전극에 오버랩되어 스토리지 커패시터를 구성하는데, 상기 스토리지 전극에는 Vcom 신호가 인가되고 화소전극에는 TFT의 온에 의해 데이터 펄스가 인가된다.
그리고, 스토리지 전극의 제 2 세그먼트(124b)는 게이트 배선과 화소전극 사이의 액정을 원하는 방향으로 제어하지 못하는 것에 의해 빛샘이 발생하는 빛샘영역을 쉴딩하는데, 제 2 세그먼트가 게이트 배선과 평행하도록 형성한다.
따라서, 스토리지 전극은 일체형으로 형성되는 제 1 ,제 2 세그먼트에 의해서 각 단위화소에서 H자 형상을 가지게 된다.
한편, 상기 TFT 어레이 기판에는 도시하지 않았으나, 컬러필터층 어레이 기판이 대향합착되는데, 상기 컬러필터층 어레이 기판에는 단위화소 가장자리에 형성되어 R,G,B 단위화소의 셀구분과 광차단 역할을 하는 블랙 매트릭스와, 상기 블랙매트릭스 상에 형성되어 색상을 구현하는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러필터층과, 상기 컬러필터층을 포함한 전면에 형성되어 상기 화소전극과 함께 전계를 형성하여 액정층을 구동하는 공통전극이 형성되어 있다.
이때, 게이트 배선과 화소전극 사이의 빛샘영역은, 상기 TFT 어레이 기판과 컬러필터층 어레이 기판 사이의 합착마진에 의해 블랙 매트릭스로 쉴딩하는 것에 한계가 있으므로 스토리지 전극의 제 2 세그먼트를 통해 쉴딩하는 것이다.
그리고, 상기 R,G,B의 컬러필터층은 상기 R,G,B의 단위화소에 상응하도록 형성된다.
화소전극과 게이트 배선 사이의 빛샘영역을 스토리지 전극으로 쉴딩하는 액정표시소자의 제조방법에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, TFT 어레이 기판 상에 구리(Cu), 알루미 늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd : Aluminum Neodymium), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 등의 저저항 금속 물질을 스퍼터링 방법으로 증착하고 포토식각기술로 패터닝하여 일렬로 배열된 게이트 배선(112)과, 상기 게이트 배선(112)으로부터 분기된 게이트 전극(112a)을 형성한다.
다음, 상기 게이트 전극(112a)을 포함한 전면에 절연 내압 특성이 좋은 무기 절연물질인 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등을 플라즈마 강화형 화학 증기 증착 방법으로 증착하여 2000㎛ 두께의 게이트 절연막(113)을 형성하고, 상기 게이트 절연막 상에 비정질 실리콘(Amorphous Silicon;a-Si:H)을 SiH4 와 H2 혼합가스를 이용한 플라즈마 화학기상증착 방법으로 증착하고 패터닝하여 반도체층(도시하지 않음)을 형성한다.
다음, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 반도체층을 포함한 전면에 구리(Cu), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd : Aluminum Neodymium), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 등의 저저항 금속 물질을 스퍼터링 방법으로 증착하고 포토식각기술로 패터닝하여 상기 게이트 배선(112)에 교차하여 단위화소를 정의하는 데이터 배선(115)과, 상기 데이터 배선(115)에서 분기되어 상기 반도체층 상에 위치하는 소스/드레인 전극(115a,115b)과, 각 단위화소에서 H자형으로 형성되어 Vcom 신호가 인가되는 스토리지 전극(124)을 형성한다.
이때, 상기 단위화소는 상기 데이터 배선 방향보다 상기 게이트 배선 방향으로 길게 형성되며, 데이터 배선 방향으로 순차적으로 배열된 R,G,B 단위화소에 의 해 하나의 화소가 이루어진다.
각 단위화소에서의 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차지점에는 게이트 전극(112a), 반도체층, 소스/드레인 전극(115a,115b)의 적층막인 박막트랜지스터(TFT)가 형성된다.
그리고, 상기 스토리지 전극(124)은 인접하는 데이터 배선과 데이터 배선의 중간 위치에서 상기 데이터 배선과 나란하게 형성되는 제 1 세그먼트(124a)와 상기 게이트 배선과 이후 형성될 화소전극 사이의 영역을 쉴딩하기 위해 상기 제 1 세그먼트로부터 연장형성되는 제 2 세그먼트(124b)로 구성된다.
계속하여, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 박막트랜지스터(TFT)를 포함한 전면에 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물 등의 무기 절연물질을 증착하여 보호막(도시하지 않음)을 형성한다.
다음, 상기 드레인 전극(115b) 상의 보호막을 제거하여 콘택홀을 형성하고, 상기 보호막 상에 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명도전물질을 증착하고 패터닝하여 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극에 콘택되는 화소전극(117)을 형성한다.
이때, 상기 화소전극은 보호막을 사이에 두고 상기 스토리지 전극의 제 1 세그먼트(124a)에 오버랩되어 스토리지 커패시터를 구성한다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가 진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 액정표시소자 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 하나의 데이터 배선을 통해 R,G,B의 단위화소들을 구동하는 경우, 게이트 배선과 화소전극 사이의 액정들이 원하는 방향으로 제어되지 않아 빛샘이 발생하는바, 이를 방지하기 위해서 스토리지 전극을 연장형성하여 상기 게이트 배선과 화소전극 사이의 빛샘을 차광할 수 있게 된다.
따라서, 소자의 화상품질을 향상시킬 수 있다.
둘째, 스토리지 전극을 연장형성하여 빛샘을 차광하기 위한 패턴을 형성하므로, 별도의 공정추가없이 게이트 배선과 화소전극 사이의 빛샘을 쉴딩할 수 있다.
셋째, 하나의 데이터 배선을 통해 RGB의 단위화소들을 구동할 수 있도록 함으로써 데이터 배선의 라인수를 줄이고 데이터 드라이브 IC의 수도 줄일 수 있어 소자의 대면적화에 대비하고 생산성도 향상시킬 수 있다.
Claims (12)
- 서로 대향합착되고 그 사이에 액정층이 구비된 제 1 ,제 2 기판과,상기 제 1 기판 상에 서로 수직 교차하는 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 R,G,B의 단위화소 각각에 형성되는 박막트랜지스터 및 화소전극과,상기 데이터 배선 방향으로 순차적으로 배치되는 R,G,B의 단위화소와,상기 데이터 배선과 나란하게 형성되는 제 1 세그먼트와, 상기 게이트 배선과 화소전극 사이의 영역을 쉴딩하기 위해 상기 제 1 세그먼트로부터 연장형성되는 제 2 세그먼트로 구성되는 스토리지 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 스토리지 전극은 절연막을 사이에 두고 상기 화소전극에 오버랩되어 스토리지 커패시터를 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 스토리지 전극은 상기 데이터 배선과 동일층에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 스토리지 전극은 각 단위화소에서 H자 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 단위화소는 상기 데이터 배선 방향보다 상기 게이트 배선 방향으로 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 R,G,B의 단위화소에 상응하도록 상기 제 2 기판 상에 R,G,B의 컬러필터층이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 스토리지 전극의 제 1 세그먼트는 인접하는 데이터 배선과 데이터 배선 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
- 게이트 절연막을 사이에 두고 서로 수직교차하는 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 상기 데이터 배선 방향보다 상기 게이트 배선 방향으로 길게 형성되는 단위화소를 정의하는 단계와,상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차 지점에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와,상기 데이터 배선을 포함한 전면에 보호막을 형성하는 단계와,상기 보호막 상에 상기 박막트랜지스터에 연결되는 화소전극을 형성하는 단계와,상기 데이터 배선에 평행하는 제 1 세그먼트와 상기 제 1 세그먼트로부터 연장되어 화소전극과 게이트 배선 사이의 영역을 쉴딩하는 제 2 세그먼트로 구성되는 스토리지 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 단위화소는 R,G,B 단위화소로 구분되며, 상기 R,G,B 단위화소를 상기 데이터 배선 방향으로 순차적으로 배열시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 스토리지 전극은 상기 데이터 배선과 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 스토리지 전극의 제 1 세그먼트를 상기 보호막을 사이에 두고 화소전극에 오버랩시켜 스토리지 커패시터를 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 스토리지 전극의 제 1 세그먼트는 서로 인접하는 데이터 배선 사이에 형성시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
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