KR101558036B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 액정표시장치는 상부기판과 하부기판이 상호 대향되도록 배치되며, 상기 하부기판에 다수의 단위 화소영역을 정의하도록 교차배열되는 게이트라인과 데이터라인이 형성되고, 각 단위 화소영역의 일 측에 각 단위 화소영역에 형성되는 화소전극에 구동신호를 인가하도록 형성되는 박막트랜지스터와, 상기 상부기판에 형성되어 상기 게이트라인과 상기 데이터라인 및 상기 박막트랜지스터를 차폐하는 블랙매트릭스;를 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 블랙매트릭스는 상기 상부기판에 형성되는 산화크롬층과 상기 산화크롬층의 하부에 형성된 크롬층을 포함하되, 상기 박막트랜지스터의 채널영역과 대향되는 영역에는 상기 산화크롬층이 노출되도록 상기 크롬층에 개구부가 형성되는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 산화크롬층에 의해 내부에서 반사되는 빛이 흡수되어 상기 채널영역으로 빛이 반사되는 것이 방지되며, 이에 따라 채널영역에서의 광 누설전류가 발생되는 것이 방지되어 화면 품질이 균일한 액정표시장치가 제공된다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 블랙매트릭스를 산화크롬층과 크롬층을 연속적으로 적층하여 구성하고, 박막트랜지스터의 채널영역과 대향되는 영역에는 상기 산화크롬층을 노출시키는 개구부를 형성하여, 내부 반사에 의한 빛이 상기 개구부를 통해 산화크롬층으로 흡수됨으로써, 채널영역으로 빛이 입사되는 것을 방지하는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 액정층을 사이에 두고 상호 대향되는 상부기판과 하부기판을 포함하며, 상기 하부기판에는 단위 화소영역을 정의하는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차배열된다.
이때, 상기 단위 화소영역의 일 측부에는 상기 단위 화소영역의 구동을 위한 구동신호를 인가하는 박막트랜지스터가 형성된다.
도 1은 종래 액정표시장치의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 하부기판(200)에는 게이트라인(미도시)과 데이터라인(미도시) 및 박막트랜지스터가 형성된다.
여기서, 박막트랜지스터는 게이트절연막(220)을 사이에 두고 게이트전극(210) 상부에 채널층(230)과 오믹컨택층(240) 및 채널층(230)을 노출시키는 소스 전극(250a)과 드레인 전극(250b)이 형성되며, 그 상부에 보호막(270)이 형성된다.
상기 보호막(270)에는 소스 전극(250a)과 화소전극(280)의 컨택을 위한 컨택홀(270a)이 형성된다.
상부기판(100)에는 상기 게이트라인과 데이터라인 및 박막트랜지스터를 차폐하는 블랙매트릭스(110)와 상기 블랙매트릭스(110)를 경계로 하여 각 단위 화소영역과 대향되는 영역에 컬러필터(120)가 형성된다.
여기서, 상기 블랙매트릭스(110)는 상부기판(100)에 CrOx를 재질로 하는 제1산화크롬층(111)과 제2산화크롬층(112)이 순차적으로 적층형성되고, 최외각층에 Cr을 재질로 하는 크롬층(113)이 형성되어 3층구조로 형성된다.
그런데, 상기와 같이 크롬층(113)이 최외각층에 형성되는 경우, 백라이트(a)로부터 액정층 내부로 유입되는 빛(b)이 크롬층(113)에서 반사되어 박막트랜지스터의 채널영역(260)으로 입사된다.
상기 채널영역(260)으로 빛이 입사되면 채널층(230)을 형성하는 비정질 실리콘의 최외각 전자가 떨어져 나와 광 유도전류가 형성되고, 이러한 누설 전류는 오프 전압을 증가시켜 화면 품질이 저하되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 제2004-0057714호 대한민국 등록특허 제1023307호
본 발명의 과제는 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상부기판에 형성되는 블랙매트릭스를 하부기판 방향으로 산화크롬층과 크롬층으로 적층형성하되, 박막트랜지스터의 채널영역과 대향되는 부분에서는 산화크롬층이 노출되도록 크롬층에 개구부를 형성하여, 노출된 산화크롬층이 내부에서 반사되는 빛을 흡수하여 박막트랜지스터의 채널영역으로 광이 입사되는 것을 방지할 수 있는 액정표시장치를 제공함에 있다.
또한, 박막트랜지스터의 채널영역으로 광이 입사되지 않음으로써 누설 전류 발생이 방지되어 균일한 화면 품질을 담보할 수 있는 액정표시장치를 제공함에 있다.
상기 과제는, 본 발명에 따라, 상부기판과 하부기판이 상호 대향되도록 배치되며, 상기 하부기판에 다수의 단위 화소영역을 정의하도록 교차배열되는 게이트라인과 데이터라인이 형성되고, 각 단위 화소영역의 일 측에 각 단위 화소영역의 화소전극에 구동신호를 인가하도록 형성되는 박막트랜지스터와, 상기 상부기판에 형성되어 상기 게이트라인과 상기 데이터라인 및 상기 박막트랜지스터를 차폐하는 블랙매트릭스;를 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 블랙매트릭스는 상기 상부기판에 형성되는 산화크롬층과 상기 산화크롬층의 하부에 형성된 크롬층을 포함하되, 상기 박막트랜지스터의 채널영역과 대향되는 영역은 상기 산화크롬층이 노출되도록 상기 크롬층에 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 산화크롬층은 단일층으로 형성되거나, 제1산화크롬층과 제2산화크롬층의 2층 구조로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 개구부는 상기 크롬층을 형성한 후 마스크를 이용하는 식각공정에 의해 형성하거나, 상기 크롬층 형성시 하프톤 마스크를 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상부기판에 형성되는 블랙매트릭스를 하부기판 방향으로 산화크롬층과 크롬층으로 적층형성하되, 박막트랜지스터의 채널영역과 대향되는 부분에서는 산화크롬층이 노출되도록 크롬층에 개구부를 형성하여, 노출되는 산화크롬층에 의해 내부에서 반사되는 빛이 흡수되어 박막트랜지스터의 채널영역으로 광이 입사되는 것을 방지할 수 있는 액정표시장치가 제공된다.
또한, 박막트랜지스터의 채널영역으로 광이 입사되지 않음으로써 누설 전류 발생이 방지되어 균일한 화면 품질을 담보할 수 있는 액정표시장치가 제공된다.
도 1은 종래 액정표시장치의 개략도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 개략도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 개략도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치는 액정층(3)을 사이에 두고 상호 대향배치되는 상부기판(1)과 하부기판(2)을 포함한다.
상기 하부기판(2)에는 다수의 단위 화소영역을 정의하는 게이트라인과 데이터라인이 교차배열되고, 상기 단위 화소영역의 일 측에는 각 단위 화소전극에 구동신호를 인가하기 위한 박막트랜지스터가 형성된다.
상기 박막트랜지스터는 게이트전극(21)의 상부에 게이트절연막(22)이 형성되고, 그 상부에 a-Si로 이루어진 채널층(23)과 n+ a-Si로 이루어진 오믹콘택층(24)이 연속증착되고, 상기 채널층(23)을 노출시키는 채널영역(26)을 형성하도록 소스 전극(25a)과 드레인 전극(25b)이 형성된다.
상기 소스 전극(25a)과 드레인 전극(25b)의 상부에는 보호막(27)이 형성되며, 상기 보호막(27)에는 소스 전극(25a)과 화소영역에 형성되는 화소전극(28) 간의 컨택을 위한 컨택홀(27a)이 형성된다. 상기 상부기판(1)에는 하부기판(2)에 형성되는 다수의 게이트라인과 데이터라인 및 박막트랜지스터를 차폐하도록 블랙매트릭스(10)가 형성되며, 상기 블랙매트릭스(10)를 경계로 하여 각 화소영역에 대응되도록 컬러필터(14)가 형성된다.
상기 블랙매트릭스(10)는 게이트라인, 데이터라인 및 박막트랜지스터 이외에 차폐가 필요한 영역에 더 설치될 수도 있다.이때, 상기 블랙매트릭스(10)는 3층 구조로서, 상부기판(1)에 연속적으로 적층형성되는 제1산화크롬층(11)과 제2산화크롬층(12) 및 상기 제2산화크롬층(12)의 하부에 형성되는 크롬층(13)으로 구성된다.
여기서, 상기 크롬층(13)은 상기 박막트랜지스터의 채널영역(26)과 대향된 영역에서는 제2산화크롬층(12)이 노출되도록 개구부(13a)가 형성된다.
상기와 같이 형성되면, 백라이트에서 유입되어 내부에서 반사되는 빛(A)이 상기 개구부(13a)에 의해 노출되는 제2산화크롬층(12)으로 유입된다.
여기서, 산화크롬은 빛의 흡수율이 높아 유입되는 빛(B)의 대부분이 제2산화크롬층(12)을 통해 흡수된다.
즉, 제2산화크롬층(12)으로 유입되는 빛(B)은 대부분 흡수되어 채널영역(26)으로 빛이 반사되지 않음으로써, 채널영역(26)에서의 광 누설전류가 발생되는 것이 방지되어 화면 품질을 균일하게 할 수 있다.
본 실시예에서는 블랙매트릭스의 산화크롬층이 제1산화크롬층과 제2산화크롬층의 2층구조로 형성된 것에 대하여 설명하였으나, 광밀도(optical density) 및 두께에 따라 상기 제1산화크롬층과 상기 제2산화크롬층은 단일층의 산화크롬층으로 형성하여, 결과적으로 2층 구조의 블랙매트릭스를 형성할 수도 있다.
한편, 박막트랜지스터의 채널영역과 대향된 영역에 개구부가 형성된 크롬층은 블랙매트릭스를 형성하는 공정에서 크롬층을 적층한 후 별도의 마스크를 사용하여 식각하는 공정을 통해 형성할 수도 있고, 상기 크롬층 형성시 하프톤 마스크를 이용하여 형성할 수도 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
1 : 상부기판 10 : 블랙매트릭스
11 : 제1산화크롬층 12 : 제2산화크롬층
13 : 크롬층 13a : 개구부
14 : 컬러필터
20 : 하부기판 21 : 게이트전극
22 : 게이트절연막 23 : 채널층
24 : 오믹콘택층 25a : 소스 전극
25b : 드레인 전극 26 : 채널영역
3 : 액정층

Claims (3)

  1. 상부기판과 하부기판이 상호 대향되도록 배치되며, 상기 하부기판에 다수의 단위 화소영역을 정의하도록 교차배열되는 게이트라인과 데이터라인과, 각 단위 화소영역의 일 측에 각 단위 화소영역에 형성되는 화소전극에 구동신호를 인가하도록 형성되는 박막트랜지스터와, 상기 상부기판에 형성되어 상기 게이트라인과 상기 데이터라인 및 상기 박막트랜지스터를 차폐하는 블랙매트릭스를 포함하는 액정표시장치에 있어서,
    상기 블랙매트릭스는 상기 상부기판에 형성되는 산화크롬층과 상기 산화크롬층의 하부에 형성된 크롬층을 포함하되, 상기 박막트랜지스터의 채널영역과 대향되는 영역에는 상기 산화크롬층이 노출되도록 상기 크롬층에 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 산화크롬층은 단일층으로 형성되거나, 제1산화크롬층과 제2산화크롬층의 2층 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 크롬층을 형성한 후 마스크를 이용하는 식각공정에 의해 형성하거나, 상기 크롬층 형성시 하프톤 마스크를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.


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