KR102289988B1 - 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 균일한 휘도의 영상을 표시할 수 있는 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공한다. 본 발명의 박막 트랜지스터는 게이트 전극; 상기 게이트 전극 상에 배치된 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 상에 배치된 반도체층; 상기 반도체층 상에 이격 배치된 소스 전극 및 드레인 전극; 및 상기 소스 전극 및 드레인 전극 상에 배치되고, 상기 드레인 전극의 일부를 노출하는 접촉 구멍을 갖는 보호층을 포함하고, 상기 드레인 전극은 상기 게이트 전극의 일부와 중첩된 제1드레인 전극, 상기 제1드레인 전극으로부터 연장되고 상기 접촉 구멍에 의해 일부가 노출된 제2드레인 전극 및 상기 제1드레인 전극으로부터 분기되어 상기 제2드레인 전극과 이격 배치된 제3드레인 전극을 포함한다.

Description

박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시 장치{THIN FILM TRANSISTOR AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 균일한 휘도의 영상을 표시할 수 있는 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display, FPD) 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
본 발명은 균일한 휘도의 영상을 표시할 수 있는 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 박막 트랜지스터는 게이트 전극; 상기 게이트 전극 상에 배치된 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 상에 배치된 반도체층; 상기 반도체층 상에 이격 배치된 소스 전극 및 드레인 전극; 및 상기 소스 전극 및 드레인 전극 상에 배치되고, 상기 드레인 전극의 일부를 노출하는 접촉 구멍을 갖는 보호층을 포함하고, 상기 드레인 전극은 상기 게이트 전극의 일부와 중첩된 제1드레인 전극, 상기 제1드레인 전극으로부터 연장되고 상기 접촉 구멍에 의해 일부가 노출된 제2드레인 전극 및 상기 제1드레인 전극으로부터 분기되어 상기 제2드레인 전극과 이격된 제3드레인 전극을 포함한다.
상기 제2드레인 전극은 원형 또는 다각형 형태일 수 있다.
상기 제3드레인 전극은 상기 제2드레인 전극의 외곽을 둘러싸게 배치될 수 있다.
상기 제3드레인 전극은 원형 링 또는 다각형 링 형태일 수 있다.
상기 제3드레인 전극은 1.5 내지 3.0㎛의 폭을 가질 수 있다.
상기 제3드레인 전극은 상기 제2드레인 전극의 외곽으로부터 3.0 내지 6.0㎛의 간격으로 이격 배치될 수 있다.
상기 제3드레인 전극은 상기 게이트 전극에 상기 제2드레인 전극보다 가깝게 배치될 수 있다.
본 발명의 박막 트랜지스터는 상기 반도체층과 상기 소스 전극 사이 및 상기 반도체층과 상기 드레인 전극 사이에 배치된 저항 접촉층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 표시 장치는 제1기판; 상기 제1기판 상에 배치된 게이트 라인; 상기 게이트 라인과 교차 배열된 데이터 라인; 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터; 및 상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극을 포함하고, 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트 라인으로부터 분기된 게이트 전극, 상기 데이터 라인으로부터 분기된 소스 전극 및 상기 화소 전극과 연결된 드레인 전극을 포함하고, 상기 드레인 전극은 상기 게이트 전극의 일부와 중첩된 제1드레인 전극, 상기 제1드레인 전극으로부터 연장되고 상기 화소 전극과 연결된 제2드레인 전극 및 상기 제1드레인 전극으로부터 분기되어 상기 제2드레인 전극과 이격된 제3드레인 전극을 포함한다.
상기 제2드레인 전극은 원형 또는 다각형 형태일 수 있다.
상기 제3드레인 전극은 상기 제2드레인 전극의 외곽을 둘러싸게 배치될 수 있다.
상기 제3드레인 전극은 원형 링 또는 다각형 링 형태일 수 있다.
상기 제3드레인 전극은 1.5 내지 3.0㎛의 폭을 가질 수 있다.
상기 제3드레인 전극은 상기 제2드레인 전극의 외곽으로부터 3.0 내지 6.0㎛의 간격으로 이격 배치될 수 있다.
상기 제3드레인 전극은 상기 게이트 전극에 상기 제2드레인 전극보다 가깝게 배치될 수 있다.
상기 화소 전극은 가로 줄기 전극, 세로 줄기 전극 및 상기 가로 줄기 전극과 상기 세로 줄기 전극으로부터 연장된 복수의 가지 전극을 포함할 수 있다.
상기 가지 전극은 상기 가로 줄기 전극과 상기 세로 줄기 전극으로부터 좌상 방향으로 연장된 제1가지 전극, 상기 가로 줄기 전극과 상기 세로 줄기 전극으로부터 우상 방향으로 연장된 제2가지 전극, 상기 가로 줄기 전극과 상기 세로 줄기 전극으로부터 좌하 방향으로 연장된 제3가지 전극 및 상기 가로 줄기 전극과 상기 세로 줄기 전극으로부터 우하 방향으로 연장된 제4가지 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 표시 장치는 상기 박막 트랜지스터 및 상기 화소 전극 사이에 배치된 컬러 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 표시 장치는 상기 제1기판과 대향하게 배치된 제2기판; 상기 제2기판 상에 배치된 공통 전극; 및 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 개재되는 액정층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 표시 장치는 상기 제1기판 또는 제2기판 상에 배치된 배향막을 더 포함할 수 있고, 상기 배향막 또는 상기 액정층은 방향성을 갖는 고분자 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시 장치는 균일한 휘도의 영상을 표시할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ι- Ι'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 A영역을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 5는 도 2의 화소 전극의 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 7은 도 6의 B역역을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 9는 도 8의 C영역을 확대하여 도시한 확대도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 표시 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 표시 장치는 복수의 화소(PX)를 갖는 표시 패널(10), 외부로부터 수신된 영상신호(DATA)와 제어신호(CS)를 처리하여 각종 신호로 출력하는 제어부(20), 게이트 신호를 게이트 라인(GL1~GLn)에 공급하는 게이트 드라이버(30) 및 데이터 전압을 데이터 라인(DL1~DLm)에 공급하는 데이터 드라이버(40)를 포함한다.
표시 패널(10)은 행 방향으로 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트 라인(GL1~GLn), 열 방향으로 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터 라인(DL1~DLm) 및 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하는 영역에 매트릭스 방식으로 배열된 복수의 화소(PX)를 포함한다.
표시 패널(10)은 서로 분리되어 있는 제1기판, 제1기판과 대향하게 배치되는 제2기판 및 제1기판과 제2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
제어부(20)는 외부로부터 수신된 영상신호(DATA)에 기초하여 보정 영상신호(DATA')를 데이터 드라이버(40)에 출력한다. 또한, 제어부(20)는 외부로부터 수신된 제어신호(CS)에 기초하여 게이트 제어신호(GCS)를 게이트 드라이버(30)에 제공하고, 데이터 제어신호(DCS)를 데이터 드라이버(40)에 제공한다. 예컨대, 제어신호(CS)는 수직동기신호(Vsync), 수평동기신호(Hsync), 클럭신호(CLK) 및 데이터 인에이블신호(DE) 등의 타이밍 신호일 수 있고, 영상 신호(DATA)는 화소(PX)에서 출력되는 광의 계조를 나타내는 디지털 신호일 수 있다.
게이트 드라이버(30)는 제어부(20)로부터 게이트 제어신호(GCS)를 제공받아 게이트 신호를 생성하고, 게이트 신호를 복수의 게이트 라인(GL1~GLn)에 각각에 연결된 화소(PX)에 제공한다. 게이트 신호가 순차적으로 화소(PX)에 인가됨에 따라 데이터 전압이 화소(PX)에 순차적으로 제공될 수 있다.
데이터 드라이버(40)는 제어부(20)로부터 데이터 제어신호(DCS) 및 보정 영상신호(DATA')를 수신하고, 데이터 제어신호(DCS)에 응답하여 보정 영상신호(DATA')에 대응하는 데이터 전압을 복수의 데이터 라인(DL1~DLm) 각각에 연결된 화소(PX)에 제공한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이고, 도 3은 도 2의 Ι- Ι'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
제1기판(100)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어질 수 있으며, 제1기판(100)은 평판 형태 또는 소정의 곡률 반경(radius of curvature)을 갖는 곡면 형태일 수 있다.
게이트 라인(110)은 제1기판(100) 상에 가로 방향으로 배치된다. 다만, 이에 한정되지 않고 게이트 라인(110)은 제1기판(100) 상에 세로 방향으로 배치될 수 있다.
게이트 라인(110)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti)으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조일 수 있다.
데이터 라인(120)은 게이트 라인(110)과 교차 배열되도록 세로 방향으로 배치되며, 게이트 절연막(102)에 의해 게이트 라인(110)과 절연된다. 다만, 이에 한정되지 않고, 데이터 라인(120)은 게이트 라인(110)과 교차 배열되도록 가로 방향으로 배치될 수 있다.
데이터 라인(120)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 내화성 금속막과 저저항 도전막을 포함하는 다중막 구조일 수 있다.
박막 트랜지스터(130)는 게이트 라인(110)으로부터 분기된 게이트 전극(132), 데이터 라인(120)으로부터 분기된 소스 전극(134) 및 후술하는 화소 전극(150)과 연결된 드레인 전극(136)을 포함한다.
게이트 전극(132)은 소스 전극(134) 및 드레인 전극(136)과 게이트 절연막(102)에 의해 절연된다. 게이트 절연막(102)과 소스 전극(134) 사이 및 게이트 절연막(102)과 드레인 전극(136) 사이에는 반도체층(138)이 배치된다.
게이트 전극(132)은 도전 물질로 이루어지며, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 게이트 전극(132)은 다양한 도전 물질로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(102)은 제1기판(100) 상에서 게이트 전극(132)을 덮도록 배치되며, 제1기판(100)을 통한 수분 또는 불순물의 침투를 방지한다. 게이트 절연막(102)은 절연 물질로 이루어지며, 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx)으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 게이트 절연막(102)은 다양한 절연 물질로 이루어질 수 있다.
반도체층(138)은 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 산화물 반도체는 금속 산화물 반도체로서, 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn), 티타늄(Ti) 등의 금속 중 하나 이상과 이들의 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 산화물 반도체는 산화 아연(ZnO), 인듐-갈륨-아연 산화물(IGZO), 인듐-아연-주석 산화물(IZTO) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 반도체층(138)은 다양한 물질로 이루어질 수 있다.
소스 전극(134)은 반도체층(138) 상에 배치된다. 소스 전극(134)은 도전 물질로 이루어지며, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 소스 전극(134)은 다양한 도전 물질로 이루어질 수 있다.
드레인 전극(136)은 반도체층(138) 상에서 소스 전극(134)과 서로 이격되어 배치된다. 드레인 전극(136)은 도전 물질로 이루어지며, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 소스 전극(134)은 다양한 도전 물질로 이루어질 수 있다.
드레인 전극(136)은 게이트 전극(132)의 일부와 중첩된 제1드레인 전극(136a), 제1드레인 전극(136a)으로부터 연장되고 후술하는 접촉 구멍(160)에 의해 일부가 노출된 제2드레인 전극(136b) 및 제1드레인 전극(136a)으로부터 분기되어 제2드레인 전극(136b)과 이격된 제3드레인 전극(136c)을 포함한다.
제2드레인 전극(136b) 및 제3드레인 전극(136c)에 관한 자세한 설명은 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
도시 하지는 않았지만, 소스 전극(134)과 반도체층(138) 사이 및 드레인 전극(136)과 반도체층(138) 사이에는 저항 접촉층이 더 배치될 수 있다. 저항 접촉층(미도시)은 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 비정질 실리콘 등의 물질로 이루어질 수 있다.
보호층(104)은 소스 전극(134) 및 드레인 전극(136) 상에 배치되며, 보호층(104)은 드레인 전극(136)의 일부를 노출하는 접촉 구멍(160)을 갖는다. 보호층(104)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx) 등의 무기 절연 물질 또는 유기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
컬러 필터(140)는 보호층(104) 상에 배치된다. 컬러 필터(140)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색 중 하나를 표시할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 엘로우(yellow) 및 화이트(white) 중 어느 하나의 색을 표시할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 컬러 필터(140)는 제2기판(200) 상에 배치될 수 있으며, 보호층(104) 상에는 유기 물질로 이루어진 유기막이 배치될 수 있다.
도시하지는 않았지만, 컬러 필터(140) 상에는 캡핑층이 배치될 수 있다. 캡핑층(미도시)은 컬러 필터(140)로부터 발생되는 오염 물질이 액정층(300)으로 유입되는 것을 방지한다. 캡핑층(미도시)은 질화 규소(SiNx), 산화 규소(SiOx) 또는 탄소 주입 산화 규소(SiOC) 등의 무기물 또는 유기물로 이루어질 수 있다.
화소 전극(150)은 컬러 필터(140) 상에 배치되며, 화소 전극(150)은 투명한 도전 물질로 이루어질 수 있다. 화소 전극(150)은 접촉 구멍(160)을 통해 드레인 전극(136)과 전기적으로 연결되어 데이터 전압을 인가 받을 수 있다.
화소 전극(150)에 관한 자세한 설명은 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
도시하지는 않았지만, 화소 전극(150) 상에는 배향막이 더 배치될 수 있으며, 배향막은 수직 배향막 또는 광배향 배향막일 수 있다. 광배향 배향막은 소정 방향으로 편광된 자외선(UV)을 조사하여 형성된 방향성을 갖는 고분자 물질을 포함할 수 있다.
제2기판(200)은 제1기판(100)과 대향되게 배치되며, 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다. 제2기판(200)은 평판 형태 또는 제1기판(100)의 곡률 반경보다 작은 곡률 반경을 갖는 곡면 형태일 수 있다.
차광부(210)은 게이트 라인(110), 데이터 라인(120) 및 박막 트랜지스터(130)을 덮도록 제2기판(200) 상에 배치된다. 다만, 이에 한정되지 않고 차광부(210)는 제1기판(100) 상에 배치될 수 있다.
차광부(210)는 게이트 라인(110), 데이터 라인(120) 및 박막 트랜지스터(130)에서 발생되는 빛샘을 방지한다. 차광부(210)는 검은색 안료가 첨가 감광성 유기 물질 등으로 이루어질 수 있다.
평탄화층(220)은 차광부(210) 상에 배치되며, 차광부(210)를 평탄화한다. 평탄화층(220)은 유기 물질 등으로 이루어질 수 있다.
공통 전극(230)은 평탄화층(220) 상에 배치되며, 공통 전극(230)은 투명한 도전 물질로 이루어질 수 있다.
도시하지는 않았지만, 공통 전극(230) 상에는 배향막이 더 배치될 수 있으며, 배향막은 수직 배향막 또는 광배향 배향막일 수 있다. 광배향 배향막은 소정 방향으로 편광된 자외선(UV)을 조사하여 형성된 방향성을 갖는 고분자 물질을 포함할 수 있다.
액정층(300)은 제1기판(100)과 제2기판(200) 사이에 개재된다. 액정층(300)은 소정 방향으로 편광된 자외선(UV)을 조사하여 형성된 방향성을 갖는 고분자 물질을 포함할 수 있다.
도 4는 도 2의 A영역을 확대하여 도시한 확대도이다.
제2드레인 전극(136b)은 제1드레인 전극(136a)으로부터 연장되며, 사각형 형태를 갖는다. 다만, 이에 한정되지 않고 제2드레인 전극(136b)의 형태는 박막 트랜지스터(130) 및 화소 전극(150)의 배치에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다.
제2드레인 전극(136b) 상에는 접촉 구멍(160)이 형성되며, 접촉 구멍(160)에 의해 제2드레인 전극(136b)의 일부가 노출될 수 있다.
제3드레인 전극(136c)은 제1드레인 전극(136a)으로부터 분기되어 제2드레인 전극(136b)의 외곽을 둘러싸게 배치된다. 예를 들어, 본 발명의 표시 장치는 접촉 구멍(160) 주위로 이중으로 드레인 전극(136b, 136c)이 배치되는 형태를 가질 수 있다.
제3드레인 전극(136c)은 사각형 링 형태를 갖는다. 다만, 이에 한정되지 않고 제2드레인 전극(136b)의 형태에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다.
제3드레인 전극(136c)은 1.5 내지 3.0㎛ 범위의 폭(W1, W1')을 가질 수 있다. 또한, 제3드레인 전극(136c)은 제2드레인 전극(136b)의 외곽으로부터 3.0 내지 6.0㎛ 범위의 간격(W2, W2')으로 이격될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 제3드레인 전극(136c)의 폭 및 제3드레인 전극(136c)과 제2드레인 전극(136b)간의 간격은 공정 오차 등으로 인하여 각각의 상기 범위와 근소한 차이가 날 수 있다.
본 발명의 표시 장치와 같이 컬러 필터(140) 또는 유기막(미도시)이 제1기판(100) 상에 배치되는 경우, 컬러 필터(140)가 공정상 여러 가지 이유로 인하여 접촉 구멍(160)에서 게이트 전극(132) 방향으로 무너지는 현상이 발생할 수 있다. 컬러 필터(140)의 무너짐 현상이 발생되면, 게이트 전극(132)과 컬러 필터(140) 상에 배치된 화소 전극(150) 사이에 형성되는 커패시턴스(capacitance) 편차가 발생되어 균일한 휘도의 영상을 표시하기가 어렵다.
본 발명의 표시 장치는 접촉 구멍(160) 주위로 이중으로 드레인 전극(136b, 136c)을 배치하고, 특히 제3드레인 전극(136c)을 게이트 전극(132)에 제2드레인 전극(136b)보다 가깝게 배치한다. 따라서 본 발명의 표시 장치는 컬러 필터(140)의 무너짐 현상이 발생되더라도 게이트 전극(132)과 제3드레인 전극(136c)간에 형성된 일정한 크기의 커패시턴스를 통해 균일한 휘도의 영상을 표시할 수 있다.
도 5는 도 2의 화소 전극의 구조를 도시한 도면이다.
화소 전극(150)은 가로 줄기 전극(152), 세로 줄기 전극(154) 및 가로 줄기 전극(152)과 세로 줄기 전극(154)으로부터 분기되어 연장된 복수의 가지 전극(156a, 156b, 156c, 156d)을 포함한다.
가로 줄기 전극(152)과 세로 줄기 전극(154)은 일자 형태이며, 가로 줄기 전극(152)과 세로 줄기 전극(154)은 서로 합쳐져 십자 형태의 줄기 전극을 형성한다. 다만, 이에 한정되지 않고 가로 줄기 전극(152)과 세로 줄기 전극(154)은 화소 전극(150)의 일측에서 중앙으로 갈수록 간격이 넓어지는 형태일 수 있다.
제1가지 전극(156a)은 가로 줄기 전극(152)과 세로 줄기 전극(154)으로부터 분기되어 좌상 방향으로 연장되며, 제2가지 전극(156b)은 가로 줄기 전극(152)과 세로 줄기 전극(154)으로부터 분기되어 우상 방향으로 연장된다. 제3가지 전극(156c)은 가로 줄기 전극(152)과 세로 줄기 전극(154)으로부터 분기되어 좌하 방향으로 연장되며, 제4가지 전극(156d)은 가로 줄기 전극(152)과 세로 줄기 전극(154)으로부터 분기되어 우하 방향으로 연장된다.
제1 내지 제4가지 전극(156a, 156b, 156c, 156d)의 변은 전기장을 왜곡하여 액정 분자(302)의 경사 방향을 결정하는 전기장의 수평 성분을 만들고, 전기장의 수평 성분은 제1 내지 제4가지 전극(156a, 156b, 156c, 156d)의 변에 거의 수평하게 형성된다. 따라서 액정 분자(302)는 화소 전극(150)의 네 개의 부영역(Da 내지 Dd)에서 네 개의 서로 다른 방향으로 배열된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이고, 도 7은 도 6의 B역역을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 6 및 도 7의 표시 장치는 도 2 및 도 4의 표시 장치와 비교하여 제2드레인 전극(136b) 및 제3드레인 전극(136c)의 형태를 제외하고는 동일한 구성으로 이루어지므로 중복된 구성에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
제2드레인 전극(136b)은 제1드레인 전극(136a)으로부터 연장되며, 육각형 형태를 갖는다. 제2드레인 전극(136b) 상에는 접촉 구멍(160)이 형성되며, 접촉 구멍(160)에 의해 제2드레인 전극(136b)의 일부가 노출될 수 있다.
제3드레인 전극(136c)은 제1드레인 전극(136a)으로부터 분기되어 제2드레인 전극(136b)의 외곽을 둘러싸게 배치된다. 제3드레인 전극(136c)은 육각형 링 형태를 갖는다.
제3드레인 전극(136c)은 1.5 내지 3.0㎛ 범위의 폭(W1, W1')을 가질 수 있다. 또한, 제3드레인 전극(136c)은 제2드레인 전극(136b)의 외곽으로부터 3.0 내지 6.0㎛ 범위의 간격(W2, W2')으로 이격되어 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 제3드레인 전극(136c)의 폭 및 제3드레인 전극(136c)과 제2드레인 전극(136b)간의 간격은 공정 오차 등으로 인하여 각각의 상기 범위와 근소한 차이가 날 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이고, 도 9는 도 8의 C영역을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 8 및 도 9의 표시 장치는 도 2 및 도 4의 표시 장치와 비교하여 제2드레인 전극(136b) 및 제3드레인 전극(136c)의 형태를 제외하고는 동일한 구성으로 이루어지므로 중복된 구성에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
제2드레인 전극(136b)은 제1드레인 전극(136a)으로부터 연장되며, 원형 형태를 갖는다. 제2드레인 전극(136b) 상에는 접촉 구멍(160)이 형성되며, 접촉 구멍(160)에 의해 제2드레인 전극(136b)의 일부가 노출될 수 있다.
제3드레인 전극(136c)은 제1드레인 전극(136a)으로부터 분기되어 제2드레인 전극(136b)의 외곽을 둘러싸게 배치된다. 제3드레인 전극(136c)은 원형 링 형태를 갖는다.
제3드레인 전극(136c)은 1.5 내지 3.0㎛ 범위의 폭(W1, W1')을 가질 수 있다. 또한, 제3드레인 전극(136c)은 제2드레인 전극(136b)의 외곽으로부터 3.0 내지 6.0㎛ 범위의 간격(W2, W2')으로 이격되어 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 제3드레인 전극(136c)의 폭 및 제3드레인 전극(136c)과 제2드레인 전극(136b)간의 간격은 공정 오차 등으로 인하여 각각의 상기 범위와 근소한 차이가 날 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 보호범위는 본 발명 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등예를 포함할 수 있다.
100: 제1기판 138: 반도체층
110: 게이트 라인 140: 컬러 필터
120: 데이터 라인 150: 화소 전극
130: 박막 트랜지스터 160: 접촉 구멍
132: 게이트 전극 200: 제2기판
134: 소스 전극 210: 차광부
136: 드레인 전극 220: 평탄화층
136a: 제1드레인 전극 230: 공통 전극
136b: 제2드레인 전극 300: 액정층
136c: 제3드레인 전극

Claims (22)

  1. 게이트 전극;
    상기 게이트 전극 상에 배치된 게이트 절연막;
    상기 게이트 절연막 상에 배치된 반도체층;
    상기 반도체층 상에 이격 배치된 소스 전극 및 드레인 전극; 및
    상기 소스 전극 및 드레인 전극 상에 배치되고, 상기 드레인 전극의 일부를 노출하는 접촉 구멍을 갖는 보호층을 포함하고,
    상기 드레인 전극은 상기 게이트 전극의 일부와 중첩된 드레인 전극의 제1 부분, 상기 드레인 전극의 제1 부분으로부터 연장되고 상기 접촉 구멍에 의해 일부가 노출된 드레인 전극의 제2 부분 및 상기 드레인 전극의 제1 부분으로부터 분기되어 상기 드레인 전극의 제2 부분과 이격된 드레인 전극의 제3 부분을 포함하고,
    상기 드레인 전극의 제3 부분은 상기 드레인 전극의 제2 부분의 외곽을 둘러싸는 것인, 박막 트랜지스터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 드레인 전극의 제2 부분은 원형 또는 다각형 형태인 박막 트랜지스터.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 드레인 전극의 제3 부분은 원형 링 또는 다각형 링 형태인 박막 트랜지스터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 드레인 전극의 제3 부분은 1.5 내지 3.0㎛의 폭을 갖는 박막 트랜지스터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 드레인 전극의 제3 부분은 상기 드레인 전극의 제2 부분의 외곽으로부터 3.0 내지 6.0㎛의 간격으로 이격 배치되는 박막 트랜지스터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 드레인 전극의 제3 부분은 상기 게이트 전극에 상기 드레인 전극의 제2 부분보다 가깝게 배치된 박막 트랜지스터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 반도체층과 상기 소스 전극 사이 및 상기 반도체층과 상기 드레인 전극 사이에 배치된 저항 접촉층을 더 포함하는 박막 트랜지스터.
  9. 제1기판;
    상기 제1기판 상에 배치된 게이트 라인;
    상기 게이트 라인과 교차 배열된 데이터 라인;
    상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터; 및
    상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극을 포함하고,
    상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트 라인으로부터 분기된 게이트 전극, 상기 데이터 라인으로부터 분기된 소스 전극 및 상기 화소 전극과 연결된 드레인 전극을 포함하고,
    상기 드레인 전극은 상기 게이트 전극의 일부와 중첩된 드레인 전극의 제1 부분, 상기 드레인 전극의 제1 부분으로부터 연장되고 상기 화소 전극과 연결된 드레인 전극의 제2 부분 및 상기 드레인 전극의 제1 부분으로부터 분기되어 상기 드레인 전극의 제2 부분과 이격된 드레인 전극의 제3 부분을 포함하고,
    상기 드레인 전극의 제3 부분은 상기 드레인 전극의 제2 부분의 외곽을 둘러싸는 것인, 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 드레인 전극의 제2 부분은 원형 또는 다각형 형태인 표시 장치.
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 드레인 전극의 제3 부분은 원형 링 또는 다각형 링 형태인 표시 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 드레인 전극의 제3 부분은 1.5 내지 3.0㎛의 폭을 갖는 표시 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 드레인 전극의 제3 부분은 상기 드레인 전극의 제2 부분의 외곽으로부터 3.0 내지 6.0㎛의 간격으로 이격 배치되는 표시 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 드레인 전극의 제3 부분은 상기 게이트 전극에 상기 드레인 전극의 제2 부분보다 가깝게 배치된 표시 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 화소 전극은 가로 줄기 전극, 세로 줄기 전극 및 상기 가로 줄기 전극과 상기 세로 줄기 전극으로부터 연장된 복수의 가지 전극을 포함하는 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 가지 전극은 상기 가로 줄기 전극과 상기 세로 줄기 전극으로부터 좌상 방향으로 연장된 제1가지 전극, 상기 가로 줄기 전극과 상기 세로 줄기 전극으로부터 우상 방향으로 연장된 제2가지 전극, 상기 가로 줄기 전극과 상기 세로 줄기 전극으로부터 좌하 방향으로 연장된 제3가지 전극 및 상기 가로 줄기 전극과 상기 세로 줄기 전극으로부터 우하 방향으로 연장된 제4가지 전극을 포함하는 표시 장치.
  18. 제9항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터 및 상기 화소 전극 사이에 배치된 컬러 필터를 더 포함하는 표시 장치.
  19. 제9항에 있어서,
    상기 제1기판과 대향하게 배치된 제2기판;
    상기 제2기판 상에 배치된 공통 전극; 및
    상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 개재되는 액정층을 더 포함하는 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1기판 또는 제2기판 상에 배치된 배향막을 더 포함하고,
    상기 배향막 또는 상기 액정층은 방향성을 갖는 고분자 물질을 포함하는 표시 장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 드레인 전극의 제1 부분과 제3 부분은 평면도상에서 상기 드레인 전극의 제2 부분을 둘러싸는 폐환(closed ring)을 형성하는 것인 박막 트랜지스터.
  22. 제9항에 있어서,
    상기 드레인 전극의 제1 부분과 제3 부분은 평면도상에서 상기 드레인 전극의 제2 부분을 둘러싸는 폐환(closed ring)을 형성하는 것인 표시 장치.
KR1020150010694A 2015-01-22 2015-01-22 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시 장치 KR102289988B1 (ko)

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