KR102453948B1 - Thin film transistor and display divice having the same - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 박막트랜지스터 기판은 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 포함한다. 제1 트랜지스터는 버퍼층 상에 배치되는 제1 소스전극과 제1 드레인전극을 포함한다. 제1 게이트절연막은 제1 소스전극 및 제1 드레인전극을 덮는다. 제1 게이트절연막 상에는 게이트전극이 배치된다. 제2 트랜지스터는 제1 트랜지스터와 게이트전극을 공유한다. 제2 게이트절연막은 게이트전극을 덮는다. 제2 게이트절연막 상에는 제2 소스전극 및 제2 드레인전극이 배치된다.The thin film transistor substrate according to the present invention includes a first transistor and a second transistor. The first transistor includes a first source electrode and a first drain electrode disposed on the buffer layer. The first gate insulating layer covers the first source electrode and the first drain electrode. A gate electrode is disposed on the first gate insulating layer. The second transistor shares a gate electrode with the first transistor. The second gate insulating layer covers the gate electrode. A second source electrode and a second drain electrode are disposed on the second gate insulating layer.
Description
본 발명은 박막트랜지스터 기판에 관한 것으로, 특히 박막트랜지스터의 특성을 유지하면서 크기를 줄일 수 있는 박막트랜지스터 기판 및 그를 구비한 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film transistor substrate, and more particularly, to a thin film transistor substrate capable of reducing the size while maintaining the characteristics of the thin film transistor and a display device having the same.
박막트랜지스터는 각종 반도체 장치에 많이 이용된다. 박막트랜지스터의 크기 및 성능은 반도체 장치의 크기 및 성능과 밀접한 관계를 갖는다. 박막트랜지스터를 통과하는 전류량은 채널 폭에 비례하고 채널 길이에 반비례한다. 따라서, 박막트랜지스터의 크기를 줄이기 위해서는 동일한 조건에서 채널 폭을 크게 하거나 채널 길이를 줄이거나, 혹은 채널 폭을 늘이면서 채널 길이를 줄여야 한다. Thin film transistors are widely used in various semiconductor devices. The size and performance of the thin film transistor are closely related to the size and performance of the semiconductor device. The amount of current passing through the thin film transistor is proportional to the channel width and inversely proportional to the channel length. Therefore, in order to reduce the size of the thin film transistor, it is necessary to increase the channel width, decrease the channel length, or decrease the channel length while increasing the channel width under the same conditions.
박막트랜지스터는 대표적으로 평판 표시장치에 많이 이용되고 있다. 평판 표시장치에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device: OLED), 전계방출 표시장치(Field Emission Display Device : FED), 그리고 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display Device: ED) 등이 있다. 평판 표시장치는 데이터라인들과 게이트라인들이 직교되도록 배치되고 픽셀들이 매트릭스 형태로 배치된다. Thin film transistors are typically widely used in flat panel display devices. The flat panel display includes a liquid crystal display device (LCD), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting display device (OLED), and a field emission display device (Field Emission Display Device). : FED), and Electrophoretic Display Device (ED). In a flat panel display, data lines and gate lines are arranged to be perpendicular to each other, and pixels are arranged in a matrix form.
박막트랜지스터는 픽셀 내에서 데이터라인과 게이트라인의 교차부에 배치되어, 게이트라인으로 제공되는 게이트펄스에 의해 턴-온되어 데이터라인으로 제공되는 데이터전압을 픽셀들에 공급한다. 픽셀 내에 배치되는 박막트랜지스터는 광을 차단하기 때문에 표시패널의 휘도를 저하시키는 요인이 되기도 한다. 따라서, 휘도 저하를 개선하기 위해서는 동일한 효율을 유지하면서 박막트랜지스터의 크기를 줄여야 한다. The thin film transistor is disposed at the intersection of the data line and the gate line in the pixel, is turned on by a gate pulse provided to the gate line, and supplies the data voltage provided to the data line to the pixels. Since the thin film transistor disposed in the pixel blocks light, it is also a factor of lowering the luminance of the display panel. Therefore, in order to improve luminance degradation, the size of the thin film transistor should be reduced while maintaining the same efficiency.
또한 박막트랜지스터는 표시패널의 쉬프트레지스터에 이용되기도 한다. 게이트라인에 제공되는 게이트펄스를 출력하는 쉬프트레지스터는 표시패널의 픽셀 영역과 이웃한 곳에서 박막트랜지스터들의 조합으로 이루어지는 GIP(Gate In Panel) 형태로 구현되기도 한다. GIP 형태의 쉬프트레지스터는 표시패널의 베젤에 배치되기 때문에 베젤을 줄이기 위해서는 쉬프트레지스터의 크기를 줄여야 한다. 즉, 베젤을 줄이는 일환으로 박막트랜지스터들의 크기를 줄이는 방안이 모색될 수 있다. In addition, the thin film transistor is also used for the shift register of the display panel. The shift register for outputting the gate pulse provided to the gate line is sometimes implemented in the form of a gate in panel (GIP) formed of a combination of thin film transistors in a pixel area of the display panel and adjacent to the pixel area. Since the GIP-type shift register is disposed on the bezel of the display panel, it is necessary to reduce the size of the shift register in order to reduce the bezel. That is, as a part of reducing the bezel, a method for reducing the size of the thin film transistors may be sought.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 평면상의 면적을 줄이면서 성능을 유지할 수 있는 박막트랜지스터 기판 및 그를 구비하는 표시장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve the above problems, and to provide a thin film transistor substrate capable of maintaining performance while reducing a planar area and a display device having the same.
본 발명에 의한 박막트랜지스터 기판은 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 포함한다. 제1 트랜지스터는 버퍼층 상에 배치되는 제1 소스전극과 제1 드레인전극을 포함한다. 제1 게이트절연막은 제1 소스전극 및 제1 드레인전극을 덮는다. 제1 게이트절연막 상에는 게이트전극이 배치된다. 제2 트랜지스터는 제1 트랜지스터와 게이트전극을 공유한다. 제2 게이트절연막은 게이트전극을 덮는다. 제2 게이트절연막 상에는 제2 소스전극 및 제2 드레인전극이 배치된다.The thin film transistor substrate according to the present invention includes a first transistor and a second transistor. The first transistor includes a first source electrode and a first drain electrode disposed on the buffer layer. The first gate insulating layer covers the first source electrode and the first drain electrode. A gate electrode is disposed on the first gate insulating layer. The second transistor shares a gate electrode with the first transistor. The second gate insulating layer covers the gate electrode. A second source electrode and a second drain electrode are disposed on the second gate insulating layer.
본 발명의 박막트랜지스터 기판은 게이트전극을 공유하는 두 개의 트랜지스터를 수직으로 배치하기 때문에 두 개의 트랜지스터가 배치되는 면적을 줄일 수 있다. In the thin film transistor substrate of the present invention, since two transistors sharing a gate electrode are vertically disposed, an area in which the two transistors are disposed can be reduced.
또는 본 발명은 박막트랜지스터의 크기를 증가시키지 않으면서도 성능을 향상시킬 수 있다.Alternatively, the present invention can improve the performance without increasing the size of the thin film transistor.
도 1은 도 1에 도시된 박막트랜지스터의 평면도.
도 2는 도 1의 I-I' 라인을 따라 취한 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 박막트랜지스터 기판을 포함하는 표시장치를 나타내는 도면.
도 4는 도 3에 도시된 쉬프트레지스터를 나타내는 도면.
도 5는 도 4에 도시된 스테이지를 나타내는 도면.
도 6은 도 5에 도시된 풀업 트랜지스터의 다른 실시 예를 나타내는 등가 회로도.
도 7은 도 6에 도시된 제1 및 제2 트랜지스터들 각각의 소스전극의 구조를 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 표시장치를 나타내는 도면.
도 9는 도 8에 도시된 표시패널의 등가 회로도.
도 10은 도 9에 도시된 픽셀 영역을 나타내는 도면.
도 11은 도 10에 도시된 III-III'의 절단면을 나타내는 단면도.1 is a plan view of the thin film transistor shown in FIG.
Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line II' of Fig. 1;
3 is a view showing a display device including a thin film transistor substrate according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing a shift register shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a view showing the stage shown in FIG. 4;
6 is an equivalent circuit diagram illustrating another embodiment of the pull-up transistor shown in FIG. 5;
7 is a cross-sectional view illustrating a structure of a source electrode of each of the first and second transistors shown in FIG. 6 ;
8 is a view showing a display device according to another embodiment of the present invention.
9 is an equivalent circuit diagram of the display panel shown in FIG. 8;
FIG. 10 is a view showing the pixel area shown in FIG. 9;
11 is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional view taken along line III-III' shown in FIG. 10;
이하 첨부된 도면을 참조하여 액정표시장치를 중심으로 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소들의 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 명칭과는 상이할 수 있다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with a focus on a liquid crystal display device with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals refer to substantially identical elements throughout. In the following description, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Names of components used in the following description are selected in consideration of ease of writing the specification, and may be different from the names of actual products.
도 1은 본 발명에 의한 박막트랜지스터 기판을 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 I-I'라인을 따라 절단한 단면을 도시한 단면도이다. FIG. 1 is a plan view showing a thin film transistor substrate according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross-section taken along line I-I' of FIG. 1 .
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 박막트랜지스터는 서로 수직으로 배치되는 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)를 포함한다. 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)는 게이트전극(G)을 공유하고, 제1 트랜지스터(T1)의 영역과 제2 트랜지스터(T2)의 영역은 평면상에서 적어도 일부분이 중첩된다. 1 and 2, the thin film transistor according to the present invention includes a first transistor (T1) and a second transistor (T2) disposed perpendicular to each other. The first transistor T1 and the second transistor T2 share a gate electrode G, and the region of the first transistor T1 and the region of the second transistor T2 at least partially overlap in plan view.
제1 트랜지스터(T1)의 제1 드레인전극(D1)과 제1 소스전극(S1)은 각각 핑거 구조로 이루어질 수 있다. 마찬가지로 제2 트랜지스터(T2)의 제2 드레인전극(D2)과 제2 소스전극(S2)은 각각 핑거 구조로 이루어질 수 있다. 도 1은 제1 드레인전극(D1)이 제2 드레인전극(D2) 보다 폭과 길이가 큰 실시 예를 도시하고 있지만, 제2 드레인전극(D2)이 제1 드레인전극(D1)보다 폭과 길이가 크게 형성될 수 있고, 제1 드레인전극(D1)과 제2 드레인전극(D2)의 폭과 길이는 서로 동일하게 형성될 수도 있다. 마찬가지로, 제1 소스전극(S1)과 제2 소스전극(S2)의 폭과 길이는 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다. Each of the first drain electrode D1 and the first source electrode S1 of the first transistor T1 may have a finger structure. Similarly, the second drain electrode D2 and the second source electrode S2 of the second transistor T2 may each have a finger structure. Although FIG. 1 shows an embodiment in which the first drain electrode D1 has a width and a length greater than that of the second drain electrode D2, the second drain electrode D2 has a width and a length greater than that of the first drain electrode D1. may be formed to be large, and the width and length of the first drain electrode D1 and the second drain electrode D2 may be formed to be the same as each other. Similarly, the width and length of the first source electrode S1 and the second source electrode S2 are not limited to those shown in FIG. 1 .
제1 트랜지스터 영역(TA1)과 제2 트랜지스터 영역(TA2)은 적어도 일부 중첩된다. 제1 트랜지스터 영역(TA1)은 제1 트랜지스터(T1)가 기판(SUB)에서 차지하는 평면 영역을 의미하고, 제2 트랜지스터 영역(TA2)은 제2 트랜지스터(T2)가 기판(SUB)에 차지하는 평면 영역을 의미한다. The first transistor area TA1 and the second transistor area TA2 at least partially overlap. The first transistor area TA1 means a planar area occupied by the first transistor T1 on the substrate SUB, and the second transistor area TA2 is a planar area occupied by the second transistor T2 on the substrate SUB. means
제1 트랜지스터(T1)와 제2 트랜지스터(T2)의 단면 구조를 살펴보면 다음과 같다. The cross-sectional structures of the first transistor T1 and the second transistor T2 are as follows.
제1 트랜지스터(T1)는 기판(SUB) 상에 위치하고, 제2 트랜지스터(T2)는 제1 트랜지스터(T1)의 상부에 위치한다. 제1 트랜지스터(T1)는 제1 드레인전극(D1), 제1 소스전극(S1) 및 게이트전극(G)을 포함한다. 제2 트랜지스터(T2)는 제2 드레인전극(D2), 제2 소스전극(S2) 및 게이트전극(G)을 포함한다. The first transistor T1 is positioned on the substrate SUB, and the second transistor T2 is positioned on the first transistor T1 . The first transistor T1 includes a first drain electrode D1 , a first source electrode S1 , and a gate electrode G . The second transistor T2 includes a second drain electrode D2 , a second source electrode S2 , and a gate electrode G .
기판(SUB) 상에는 버퍼층(BUF)이 위치한다. 버퍼층(buffer)은 산화막(SiO2)을 이용할 수 있다A buffer layer BUF is positioned on the substrate SUB. The buffer layer (buffer) may use an oxide film (SiO2).
제1 드레인전극(D1) 및 제1 소스전극(S1)은 버퍼층(BUF) 상에 위치한다. 제1 드레인전극(D1) 및 제1 소스전극(S1)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 금(Au), 은(Ag), 텅스텐(W) 또는 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 도전성 금속물질로 형성될 수 있다.The first drain electrode D1 and the first source electrode S1 are positioned on the buffer layer BUF. The first drain electrode D1 and the first source electrode S1 are formed of aluminum (Al), copper (Cu), molybdenum (Mo), chromium (Cr), titanium (Ti), gold (Au), and silver (Ag). , tungsten (W) or an alloy thereof may be formed of a conductive metal material selected from the group consisting of.
제1 반도체층(ACT1)은 제1 드레인전극(D1) 및 제1 소스전극(S1) 상에 배치된다. 제1 반도체층(ACT1)은 비정질 실리콘(a-Si), 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly Silicon; LTPS) 및 산화물 반도체 등을 이용하여 형성될 수 있다.The first semiconductor layer ACT1 is disposed on the first drain electrode D1 and the first source electrode S1 . The first semiconductor layer ACT1 may be formed using amorphous silicon (a-Si), low temperature poly silicon (LTPS), an oxide semiconductor, or the like.
제1 게이트절연막(GI1)은 제1 반도체층(ACT1)을 덮도록 배치된다. 제1 게이트 절연막(GI1)은 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 물질을 이용하여 형성할 수 있다.The first gate insulating layer GI1 is disposed to cover the first semiconductor layer ACT1 . The first gate insulating layer GI1 may be formed using a material such as silicon oxide (SiO2) or silicon nitride (SiNx).
제1 게이트절연막(GI1) 상에는 게이트전극(G)이 배치된다. 게이트전극(G)은 알루미늄(Al), 알루미늄 네오듐(AlNd), 몰리브덴(Mo) 중에서 어느 한 금속 또는 2 이상의 합금을 이용할 수 있다A gate electrode G is disposed on the first gate insulating layer GI1. The gate electrode G may use any one metal or an alloy of two or more of aluminum (Al), aluminum neodium (AlNd), and molybdenum (Mo).
이와 같이, 제1 드레인전극(D1), 제1 소스전극(S1) 및 게이트전극(G)을 포함하는 제1 트랜지스터(T1)는 탑-게이트(Top Gate) 구조로 형성된다.As described above, the first transistor T1 including the first drain electrode D1, the first source electrode S1, and the gate electrode G is formed in a top-gate structure.
제2 게이트 절연막(GI2)은 게이트전극(G)을 덮도록 형성된다. 제2 게이트 절연막(GI2)은 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 물질을 이용하여 형성할 수 있다.The second gate insulating layer GI2 is formed to cover the gate electrode G. The second gate insulating layer GI2 may be formed using a material such as silicon oxide (SiO2) or silicon nitride (SiNx).
제2 게이트 절연막(GI2) 상에는 제2 반도체층(ACT2)이 배치된다. 제2 반도체층(ACT2)은 제2 드레인전극(D2) 및 제2 소스전극(S2) 상에 배치된다. 제2 반도체층(ACT2)은 비정질 실리콘(a-Si), 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly Silicon; LTPS) 및 산화물 반도체 등을 이용하여 형성될 수 있다.A second semiconductor layer ACT2 is disposed on the second gate insulating layer GI2 . The second semiconductor layer ACT2 is disposed on the second drain electrode D2 and the second source electrode S2 . The second semiconductor layer ACT2 may be formed using amorphous silicon (a-Si), low temperature polysilicon (LTPS), an oxide semiconductor, or the like.
제2 반도체층(ACT2) 상에는 패시베이션층(PAS)이 형성될 수 있다. A passivation layer PAS may be formed on the second semiconductor layer ACT2 .
이와 같이, 제2 드레인전극(D2), 제2 소스전극(S2) 및 게이트전극(G)을 포함하는 제2 트랜지스터(T2)는 바텀-게이트(Bottom Gate) 구조를 갖는다.As described above, the second transistor T2 including the second drain electrode D2 , the second source electrode S2 , and the gate electrode G has a bottom-gate structure.
이와 같은 본 발명에 의한 제1 트랜지스터(T1) 및 제2 트랜지스터(T2)는 게이트전극(G)을 공유하고, 제1 반도체층(ACT1)과 제2 반도체층(ACT2)은 평면상에서 적어도 일부분이 중첩된다. 그 결과, 본 발명은 제1 트랜지스터 영역(TA1)과 제2 트랜지스터 영역(TA2)이 중첩되어서 두 개의 트랜지스터를 배치하기 위한 어레이 기판의 면적을 줄일 수 있다. As described above, the first transistor T1 and the second transistor T2 according to the present invention share the gate electrode G, and the first semiconductor layer ACT1 and the second semiconductor layer ACT2 have at least a portion in a plane view. overlap As a result, according to the present invention, the area of the array substrate for arranging the two transistors may be reduced by overlapping the first transistor area TA1 and the second transistor area TA2 .
이하, 본 발명의 박막트랜지스터가 적용되는 표시장치를 살펴보면 다음과 같다. Hereinafter, a display device to which the thin film transistor of the present invention is applied will be described.
도 3은 본 발명의 박막트랜지스터가 적용된 표시장치를 나타내는 도면이다. 3 is a view showing a display device to which the thin film transistor of the present invention is applied.
도 3을 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(100), 타이밍 콘트롤러(110), 데이터 구동부(120), 레벨 쉬프터(130) 및 쉬프트 레지스터(140)를 구비한다.Referring to FIG. 3 , the display device of the present invention includes a
표시패널(100)은 서로 교차되는 데이터라인들 및 스캔라인들과, 매트릭스 형태로 배치된 픽셀들을 포함한다. 표시패널(100)은 픽셀(P)들이 배치되는 표시부(100A) 및 표시부(100A)의 이웃한 영역에서 각종 신호배선들이 배치되는 비표시부(100B)를 포함한다.The
데이터 구동부(120)는 타이밍 콘트롤러(110)로부터 디지털 비디오 데이터들(RGB)을 입력 받는다. 데이터 구동부(120)는 타이밍 콘트롤러(110)로부터의 소스 타이밍 제어신호에 응답하여 디지털 비디오 데이터들(RGB)을 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 발생하고, 그 데이터전압을 스캔펄스에 동기되도록 표시패널(100)의 데이터라인들에 공급한다. The
레벨 쉬프터(130)는 타이밍 콘트롤러(110)로부터 입력되는 게이트클럭들(CLK)의 TTL(Transistor-Transistor- Logic) 로직 레벨 전압을 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL)으로 레벨 쉬프팅한다.The
쉬프트레지스터(140)는 게이트 스타트 펄스(VST)를 게이트클럭(CLK)에 맞추어 쉬프트시켜 순차적으로 캐리신호와 스캔펄스(Gout)를 출력하는 스테이지들로 구성된다. 쉬프트레지스터(130)는 표시패널(100)의 하부기판에서 표시부(100A)의 픽셀(P)들에 배치되는 스위치(SW)들과 동일한 공정을 통해서 형성될 수 있다. The
타이밍 콘트롤러(110)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받는다. 타이밍 콘트롤러(110)는 호스트 컴퓨터로부터의 타이밍 신호를 기준으로 데이터 구동부(120)와 스캔 구동회로의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다. The
스캔 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(VST), 게이트클럭(CLK) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스(VST)는 쉬프트레지스터(140)에 입력되어 쉬프트 스타트 타이밍을 제어한다. The scan timing control signal includes a gate start pulse VST, a gate clock CLK, and the like. The gate start pulse VST is input to the
게이트클럭(CLK)은 레벨 쉬프터(130)를 통해 레벨 쉬프팅된 후에 쉬프트레지스터(140)에 입력된다. The gate clock CLK is input to the
도 4는 쉬프트레지스터(140)를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 제i(i는 2<i<n인 자연수)스테이지의 회로 구성의 실시 예를 나타내는 도면이다. FIG. 4 is a diagram showing the
도 4 및 도 5를 참조하면, 쉬프트레지스터(140)는 서로 종속적으로 접속된 다수의 스테이지(ST1~STn, n은 2 이상의 자연수)을 구비한다. 이하의 설명에서 "전단 스테이지"는 기준이 되는 스테이지의 상부에 위치하는 것을 말한다. 예컨대, 제k(k는 1<k<n 인 자연수) 스테이지(STGk)을 기준으로, 전단 스테이지는 제1 스테이지(STG1) 내지 제k-1 스테이지(STG[k-1])를 지시한다. "후단 스테이지"는 기준이 되는 스테이지의 하부에 위치하는 것을 말한다. 예컨대, 제k(1<k<n) 스테이지(STk)을 기준으로, 후단 스테이지는 제k+1 스테이지(ST[k+1]) 내지 제n 스테이지 중 어느 하나를 지시한다.4 and 5 , the
쉬프트레지스터(140)는 스캔펄스(Gout(1)~Gout(n))를 순차적으로 출력한다. 이를 위하여, 제1 내지 제n 스테이지(STG1~STGn)에는 순차적으로 지연되는 게이트클럭들 중에 1 개의 게이트클럭이 입력된다. 제1 내지 제n 스테이지(STG1~STGn)들은 입력되는 게이트클럭의 타이밍에 대응되는 게이트펄스(Gout)를 출력한다. The
각각의 스테이지(STGi)는 풀업 트랜지스터(Pull-up transistor, Tpu), 풀다운 프랜지스터(Pull-down transistor, Tpd) 및 노드 제어회로(NCON)를 포함한다. Each stage STGi includes a pull-up transistor (Tpu), a pull-down transistor (Tpd), and a node control circuit (NCON).
풀업 트랜지스터(Tpu)는 Q노드(Q) 전압에 따라 제i(n 이하의 자연수) 클럭신호(CLKi)의 게이트하이전압을 출력한다. 풀다운 트랜지스터(Tpd)는 QB 노드 전압에 따라 출력 전압을 저전위 전압(VGL)까지 방전시킨다. The pull-up transistor Tpu outputs the gate high voltage of the ith (a natural number less than or equal to n) clock signal CLKi according to the voltage of the Q node Q. The pull-down transistor Tpd discharges the output voltage to the low potential voltage VGL according to the QB node voltage.
스타트 제어부(Tst)는 스타트펄스(VST)에 응답하여, Q 노드를 고전위전압으로 충전한다. The start controller Tst charges the Q node to a high potential voltage in response to the start pulse VST.
제1 방전 제어 트랜지스터(Tc1)는 QB 노드에 따라, Q 노드의 전압을 저전위전압(VGL)으로 방전시킨다. 이를 위해서, 제1 방전 제어 트랜지스터(Tc1)는 QB 노드에 연결되는 게이트전극, Q 노드에 연결되는 드레인전극 및 저전위전압(VGL) 입력단에 연결되는 소스전극을 포함한다. The first discharge control transistor Tc1 discharges the voltage of the Q node to the low potential voltage VGL according to the QB node. To this end, the first discharge control transistor Tc1 includes a gate electrode connected to the QB node, a drain electrode connected to the Q node, and a source electrode connected to the low potential voltage (VGL) input terminal.
제2 방전 제어 트랜지스터(Tc2)는 후단신호(Next)에 따라, Q 노드의 전압을 저전위전압(VGL)으로 방전시킨다. 이를 위해서, 제2 방전 제어 트랜지스터(Tc2)는 후단신호(Next) 입력단에 연결되는 게이트전극, Q 노드에 연결되는 드레인전극 및 저전위전압(VGL) 입력단에 연결되는 소스전극을 포함한다. The second discharge control transistor Tc2 discharges the voltage of the Q node to the low potential voltage VGL according to the downstream signal Next. To this end, the second discharge control transistor Tc2 includes a gate electrode connected to the next input terminal, a drain electrode connected to the Q node, and a source electrode connected to the low potential voltage VGL input terminal.
노드 제어회로(NCON)는 Q노드(Q) 또는 QB노드(QB)의 전압을 안정화하거나 제어한다. The node control circuit NCON stabilizes or controls the voltage of the Q node Q or the QB node QB.
도 5에서와 같이, 제1 방전 제어 트랜지스터(Tc1)의 게이트전극 및 풀다운 트랜지스터(Tpd)의 게이트전극 QB 노드에 연결된다. 즉, 제1 방전 제어 트랜지스터(Tc1) 및 풀다운 트랜지스터(Tpd)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 게이트전극을 공유하여 수직으로 배치할 수 있다. As shown in FIG. 5 , the gate electrode of the first discharge control transistor Tc1 and the gate electrode of the pull-down transistor Tpd are connected to the QB node. That is, as shown in FIGS. 1 and 2 , the first discharge control transistor Tc1 and the pull-down transistor Tpd share a gate electrode and may be vertically disposed.
예컨대, 제1 방전 제어 트랜지스터(Tc1)를 탑 게이트 구조로 기판 상에 형성하고, 풀다운 트랜지스터(Tpd)는 바텀 게이트 구조로 제1 방전 제어 트랜지스터(Tc1) 상에 배치할 수 있다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시된 제1 드레인전극(D1)은 Q 노드에 연결되고, 제1 소스전극은 저전위전압(VGL)에 연결되며, 게이트전극(G)은 QB 노드에 연결된다. 그리고 제2 드레인전극(D2)은 출력단(Nout)에 연결되고, 제2 소스전극(S2)은 저전위전압(VGL)에 연결되며, 게이트전극(G)은 QB 노드에 연결된다.For example, the first discharge control transistor Tc1 may be formed on the substrate as a top gate structure, and the pull-down transistor Tpd may be disposed on the first discharge control transistor Tc1 as a bottom gate structure. That is, the first drain electrode D1 shown in FIGS. 1 and 2 is connected to the Q node, the first source electrode is connected to the low potential voltage VGL, and the gate electrode G is connected to the QB node. . The second drain electrode D2 is connected to the output terminal Nout, the second source electrode S2 is connected to the low potential voltage VGL, and the gate electrode G is connected to the QB node.
도 5에 도시된 노드 제어회로(NCON)는 다수의 트랜지스터들의 조합으로 이루어지고, 트랜지스터들 중에는 게이트전극이 동일한 노드에 연결되는 트랜지스터들이 존재할 수 있다. 스테이지(STG)에서 게이트전극을 공유하는 트랜지스터들은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 수직으로 배치하여 스테이지(STG)의 면적을 줄일 수 있다. The node control circuit NCON shown in FIG. 5 is made of a combination of a plurality of transistors, and among the transistors, transistors having a gate electrode connected to the same node may exist. Transistors sharing the gate electrode in the stage STG may be vertically arranged as shown in FIGS. 1 and 2 to reduce the area of the stage STG.
또한, 본 발명의 실시 예는 하나의 트랜지스터를 수직으로 배치할 수도 있다. 예컨대, 스테이지(STG)의 풀업 트랜지스터(Tpu) 및 풀다운 트랜지스터(Tpd)는 큰 용량을 요구하는 트랜지스터들이다. In addition, according to an embodiment of the present invention, one transistor may be vertically disposed. For example, the pull-up transistor Tpu and the pull-down transistor Tpd of the stage STG are transistors requiring large capacitance.
도 6은 각각 본 발명의 트랜지스터가 적용된 풀업 트랜지스터의 등가회로도 를 나타내는 도면이다. 6 is a diagram showing an equivalent circuit diagram of a pull-up transistor to which the transistor of the present invention is applied.
도 6을 참조하면, 스테이지(STG)의 풀업 트랜지스터(Tpu)는 제1 풀업 트랜지스터(Tpu1) 및 제2 풀업 트랜지스터(Tpu2)를 포함한다. 제1 풀업 트랜지스터(Tpu1)의 드레인전극과 제2 풀업 트랜지스터(Tpu2)의 드레인전극은 게이트클럭(CLK) 입력단에 연결된다. 제1 풀업 트랜지스터(Tpu1)의 소스전극과 제2 풀업 트랜지스터(Tpu2)의 소스전극은 스테이지의 출력단(Nout)에 연결된다. 제1 풀업 트랜지스터(Tpu1)의 게이트전극과 제2 풀업 트랜지스터(Tpu2)의 게이트전극은 Q 노드에 연결된다. Referring to FIG. 6 , the pull-up transistor Tpu of the stage STG includes a first pull-up transistor Tpu1 and a second pull-up transistor Tpu2 . The drain electrode of the first pull-up transistor Tpu1 and the drain electrode of the second pull-up transistor Tpu2 are connected to the input terminal of the gate clock CLK. The source electrode of the first pull-up transistor Tpu1 and the source electrode of the second pull-up transistor Tpu2 are connected to the output terminal Nout of the stage. A gate electrode of the first pull-up transistor Tpu1 and a gate electrode of the second pull-up transistor Tpu2 are connected to the Q node.
제1 풀업 트랜지스터(Tpu1) 및 제2 풀업 트랜지스터(Tpu2)는 도 2에 도시된 바와 같이, 수직으로 배치될 수 있다. 제1 풀업 트랜지스터(Tpu1)는 도 2에 도시된 제1 트랜지스터(T1)와 같이 탑 게이트 구조로 형성되고, 제2 풀업 트랜지스터(Tpu2)는 제2 트랜지스터(T2)와 같이 바텀 게이트 구조로 형성될 수 있다. The first pull-up transistor Tpu1 and the second pull-up transistor Tpu2 may be vertically disposed as shown in FIG. 2 . The first pull-up transistor Tpu1 may have a top gate structure like the first transistor T1 shown in FIG. 2 , and the second pull-up transistor Tpu2 may have a bottom gate structure like the second transistor T2 . can
도 1은 제1 트랜지스터(T1)와 제2 트랜지스터(T2)가 다른 면적으로 형성되는 실시 예를 도시하고 있지만, 제1 풀업 트랜지스터(Tpu1) 및 제2 풀업 트랜지스터(Tpu2)는 동일한 면적으로 형성될 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 풀업 트랜지스터(Tpu)는 수직으로 배치되는 제1 풀업 트랜지스터(Tpu1) 및 제2 풀업 트랜지스터(Tpu2)로 이루어지기 때문에, 전체 면적을 절반 수준으로 줄일 수 있다. Although FIG. 1 shows an embodiment in which the first transistor T1 and the second transistor T2 are formed with different areas, the first pull-up transistor Tpu1 and the second pull-up transistor Tpu2 may be formed with the same area. can That is, since the pull-up transistor Tpu according to the present invention includes the first pull-up transistor Tpu1 and the second pull-up transistor Tpu2 arranged vertically, the total area can be reduced to half.
도 7은 도 6에 도시된 제1 풀업 트랜지스터의 소스전극과 제2 풀업 트랜지스터의 소스전극이 연결관계를 나타내는 도면이다. 도 6에 도시된 제1 풀업 트랜지스터(Tpu1)의 소스전극 및 제2 풀업 트랜지스터(Tpu2)의 소스전극은 모두 출력단(Nout)에 연결된다. 도 7에 도시된 컨택홀(CNT)은 탑 게이트 구조를 갖는 제1 풀업 트랜지스터(Tpu1)의 소스전극(S1)과 바텀 게이트 구조를 갖는 제2 풀업 트랜지스터(Tpu2)의 소스전극(S2)을 연결시킨다. 7 is a diagram illustrating a connection relationship between the source electrode of the first pull-up transistor and the source electrode of the second pull-up transistor shown in FIG. 6 . The source electrode of the first pull-up transistor Tpu1 and the source electrode of the second pull-up transistor Tpu2 shown in FIG. 6 are both connected to the output terminal Nout. The contact hole CNT shown in FIG. 7 connects the source electrode S1 of the first pull-up transistor Tpu1 having a top gate structure and the source electrode S2 of the second pull-up transistor Tpu2 having a bottom gate structure to each other. make it
마찬가지로 도면에는 도시하지 않았지만, 제1 풀업 트랜지스터(Tpu1)의 드레인전극 및 제2 풀업 트랜지스터(Tpu2)의 드레인전극은 컨택홀을 통해서 서로 접속되고, 각각은 게이트클럭(CLK) 입력단에 연결될 수 있다.Similarly, although not shown in the drawings, the drain electrode of the first pull-up transistor Tpu1 and the drain electrode of the second pull-up transistor Tpu2 are connected to each other through a contact hole, and each may be connected to the input terminal of the gate clock CLK.
도 8은 본 발명에 의한 박막트랜지스터가 적용되는 액정표시장치를 나타내는 도면이다. 8 is a view showing a liquid crystal display device to which the thin film transistor according to the present invention is applied.
도 8은 본 발명의 실시 예 의한 액정표시장치를 나타내는 도면이다.8 is a view showing a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 액정표시장치는 액정패널(100), 타이밍 콘트롤러(210), 파워모듈(220), 게이트 구동부(230) 및 데이터 구동부(240)를 포함한다.Referring to FIG. 8 , the liquid crystal display device of the present invention includes a
액정패널(100)은 박막트랜지스터 어레이가 형성되는 박막트랜지스터 어레이기판 및 컬러필터가 형성되는 컬러필터기판을 포함하고, 박막트랜지스터 어레이기판과 컬러필터기판 사이에는 액정층이 형성된다. 그리고 액정패널(100)에서 박막트랜지스터 어레이기판은 픽셀(P)들이 배열되는 영역은 픽셀 어레이 영역(100A)으로 정의하기로 한다. The
타이밍 콘트롤러(210)는 외부 호스트(미도시)로부터 디지털 비디오 데이터(RGB)를 입력받고, 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(CLK) 등의 타이밍 신호를 입력받는다. 타이밍 콘트롤러(210)는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 소스 드라이브 IC들(240)에 전송한다. 타이밍 콘트롤러(210)는 타이밍 신호(Vsync, Hsync, DE, CLK)를 이용하여 데이터 구동부(240)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 소스 타이밍 제어신호와, 게이트 구동부(230)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GCLK)를 발생한다. The
파워모듈(220)은 전원전압(VCC)을 입력받아서 게이트하이전압(VGH), 게이트로우전압(VGL), 고전위전압(VDD) 및 공통전압(Vcom) 등을 출력한다. 게이트하이전압(VGH)은 게이트라인(GL)에 공급되는 스캔펄스의 하이레벨전압이고, 게이트로우전압(VGL)은 게이트라인(GL)에 공급되는 스캔펄스의 로우레벨전압이다. The
GIP 타입의 게이트 구동부(230)는 PCB(200) 상에 실장된 레벨쉬프터(231) 및 쉬프트레지스터(233)를 포함한다.The GIP-
레벨쉬프터(231)는 게이트하이전압(VGH)과 게이트로우전압(VGL) 등의 구동전압을 공급받고 타이밍 콘트롤러(210)로부터 스타트신호(ST) 및 게이트클럭신호(GCLK)를 입력받아서, 게이트하이 전압(VGH)과 게이트로우전압(VGL) 사이에서 스윙하는 스타트 펄스(VST) 및 클럭신호(CLK)를 출력한다. 쉬프트레지스터(233)는 표시패널(100)의 게이트라인(GL)에 연결된다. 쉬프트레지스터(233)는 종속적으로 접속된 다수의 스테이지들을 포함한다. 쉬프트레지스터(233)는 레벨쉬프터(231)로부터 입력되는 스타트 펄스(VST)를 클럭신호(CLK)에 따라 시프트하여 게이트라인들(GL)에 게이트펄스를 순차적으로 공급한다.The
데이터 구동부(240)는 타이밍 콘트롤러(210)로부터 디지털 비디오 데이터들(RGB)를 입력받는다. 데이터 구동부(240)는 타이밍 콘트롤러(210)로부터의 소스 타이밍 제어신호에 응답하여 디지털 비디오 데이터(RGB)를 정극성/부극성 아날로그 데이터전압으로 변환한 후에 그 데이터전압을 게이트펄스에 동기되도록 표시패널(100)의 데이터라인들(DL1~DLm)에 공급한다. The
도 9는 표시패널에서 픽셀 어레이의 등가회로도이다. 9 is an equivalent circuit diagram of a pixel array in a display panel.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명에 의한 픽셀 어레이는 게이트라인들(GL_01~GL_E[n])과 데이터 라인들(D1~Dm)의 교차에 의해 정의되는 픽셀영역들을 포함한다. 각 픽셀영역에는 2 개의 박막 트랜지스터들과, 2 개의 픽셀전극들이 배치된다. 각 픽셀영역에 배치되는 두 개의 픽셀전극들은 스토리지 커패시터(Cst)를 구성한다. 도 9에서 각 데이터라인은 등가회로를 표현하기 위해서 각각을 분리하여 표현하였지만, 인접하는 한 쌍의 데이터라인은 도 10에서와 같이 평면상에서 중첩되어 배치된다. 8 and 9 , the pixel array according to the present invention includes pixel regions defined by intersections of gate lines GL_01 to GL_E[n] and data lines D1 to Dm. Two thin film transistors and two pixel electrodes are disposed in each pixel region. Two pixel electrodes disposed in each pixel region constitute a storage capacitor Cst. In FIG. 9 , each data line is expressed separately in order to represent an equivalent circuit, but a pair of adjacent data lines are overlapped on a plane as in FIG. 10 .
픽셀행(HL)이 n(n은 자연수) 개일 경우에, 게이트라인은 오드 게이트라인(GL_O1,GLO2...GLO[n]) 및 이븐 게이트라인(GL_E1,GLE2...GLE[n])을 포함한다. 오드 게이트라인(GL_O1,GLO2...GLO[n])은 각 픽셀행(HL)에서 기수 번째 열에 배치되는 픽셀들의 박막트랜지스터들(T11,T12,T31,T32...)과 연결되고, 이븐 게이트라인(GL_E1,GLE2...GLE[n])은 각 픽셀행(HL)에서 우수 번째 열에 배치되는 픽셀들의 박막트랜지스터들(T21,T22,T41,T42...)과 연결된다. When the number of pixel rows HL is n (n is a natural number), the gate lines are odd gate lines (GL_O1, GLO2...GLO[n]) and even gate lines (GL_E1, GLE2...GLE[n]). includes The odd gate lines GL_O1, GLO2...GLO[n] are connected to the thin film transistors T11, T12, T31, T32... The gate lines GL_E1, GLE2...GLE[n] are connected to the thin film transistors T21, T22, T41, T42... of pixels disposed in an even-th column in each pixel row HL.
서로 인접하는 한 쌍의 데이터 라인(DL)은 서로 반대 극성의 전압을 공급받는다. 예를 들어 홀수 번째 데이터 라인(DL1, DL3,...DL[n-1])에 양의 전압이 인가되면 짝수 번째 데이터 라인(DL2, DL3,...DL[n-1])에 음의 전압이 인가된다. 이에 따라 동일 픽셀영역에서 제1 픽셀전극(P11)과 제2 픽셀전극(P12) 사이에 전압차가 발생하여 수평전계가 형성된다. A pair of data lines DL adjacent to each other are supplied with voltages having opposite polarities. For example, if a positive voltage is applied to the odd-numbered data lines (DL1, DL3,...DL[n-1]), the even-numbered data lines (DL2, DL3,...DL[n-1]) are negatively voltage is applied. Accordingly, a voltage difference is generated between the first pixel electrode P11 and the second pixel electrode P12 in the same pixel region, thereby forming a horizontal electric field.
도 10은 본 발명의 실시 예에 의한 액정표시장치의 픽셀영역을 도시한 평면도이고, 도 11은 도 10의 Ⅲ-Ⅲ' 라인을 따라 취한 단면도이다. 도 10에서 제1 및 제2 데이터라인은 서로 인접하는 데이터라인을 지칭하고, 도 1 및 도 2에서 도시된 첫 번째 및 두 번째 데이터라인에 한정되지 않는다. 10 is a plan view illustrating a pixel region of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line III-III′ of FIG. 10 . In FIG. 10 , the first and second data lines refer to data lines adjacent to each other, and are not limited to the first and second data lines illustrated in FIGS. 1 and 2 .
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명에 의한 액정표시장치의 픽셀 영역은 개구영역(OA) 및 커패시터 영역(CA)을 포함한다. 개구영역(OA)은 제1 및 제2 화소전극(PXL1,PXL2)의 전압 차이에 의한 전계로 액정을 구동하는 영역이다. 커패시터 영역(CA)에서는 제1 픽셀전극(P11)과 공통전극(VCOM)이 중첩되어 제1 커패시터를 형성하고, 제2 픽셀전극(P12)과 공통전극이 중첩되어 제2 커패시터를 형성한다. 10 and 11 , the pixel area of the liquid crystal display according to the present invention includes an opening area OA and a capacitor area CA. The opening area OA is an area in which the liquid crystal is driven by an electric field generated by a voltage difference between the first and second pixel electrodes PXL1 and PXL2. In the capacitor area CA, the first pixel electrode P11 and the common electrode VCOM overlap to form a first capacitor, and the second pixel electrode P12 and the common electrode overlap to form a second capacitor.
본 발명의 실시 예에 의한 액정표시장치의 제1 및 제2 데이터라인(DL1, DL2)은 평면상에서 중첩되어 배치된다. 도 10에 도시된 제1 및 제2 데이터라인(DL2)은 도 2에서 평면상에서 서로 중첩된 제1 드레인전극(D1) 및 제2 드레인전극(D2)과 같은 형태로 단면상에서 수직으로 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 데이터라인(DL1)은 기판 상에 배치되고, 제2 데이터라인(DL2)은 절연막을 사이에 두고 제1 데이터라인(DL1)의 상부에 배치될 수 있다. The first and second data lines DL1 and DL2 of the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention are disposed to overlap on a plane. The first and second data lines DL2 shown in FIG. 10 may be vertically disposed in cross-section in the same shape as the first drain electrode D1 and the second drain electrode D2 overlapping each other on the plane in FIG. 2 . have. For example, the first data line DL1 may be disposed on the substrate, and the second data line DL2 may be disposed on the first data line DL1 with an insulating layer interposed therebetween.
제1 데이터라인(DL1)과 게이트라인(GL)이 중첩되는 일부 영역은 제1 드레인전극(D1)이 된다. 제1 데이터라인(DL1)과 인접하는 영역에는 제1 소스전극(S1)이 형성되고, 제1 드레인전극(D1)과 제1 소스전극(S1)이 맞닿는 영역의 게이트라인(GL)은 게이트전극이 된다. 게이트 전극(G), 제1 드레인 전극(D1) 및 제1 소스 전극(S1)은 제1 트랜지스터를 이루어서, 게이트라인(GL)에 인가되는 게이트펄스에 응답하여 동작한다.A partial region where the first data line DL1 and the gate line GL overlap becomes the first drain electrode D1 . The first source electrode S1 is formed in a region adjacent to the first data line DL1, and the gate line GL in the region where the first drain electrode D1 and the first source electrode S1 abut is a gate electrode. becomes this The gate electrode G, the first drain electrode D1, and the first source electrode S1 form a first transistor and operate in response to a gate pulse applied to the gate line GL.
마찬가지로, 제2 드레인전극(D2)은 제2 데이터터라인(D2)에서 분기되고, 게이트 전극 및 제2 소스 전극(S2)과 제2 트랜지스터를 이루게 된다. 그리고 제2 드레인전극(D2), 제2 소스전극(S2)은 각각 제1 드레인전극(D1), 제1 소스전극(S1)과 중첩되어 형성될 수 있다.Similarly, the second drain electrode D2 is branched from the second data line D2 , and forms a second transistor with the gate electrode and the second source electrode S2 . In addition, the second drain electrode D2 and the second source electrode S2 may be formed to overlap the first drain electrode D1 and the first source electrode S1, respectively.
수직 공통전극(VVCOM)은 픽셀영역의 측면에 배치되되, 데이터라인(DL)이 배치되는 않는 픽셀영역들 사이에 배치될 수 있다. 수직 공통전극(VVCOM)은 커패시터 영역(CA)의 공통전극(VCOM)에 공통전압을 공급한다. 수직 공통전극(VVCOM)인 인접하는 픽셀영역의 공통전극(VCOM)과 연결될 수 있다. 예컨대, 제2 픽셀영역(PA2)에 배치되는 수직 공통전극(VVCOM)은 제1 픽셀영역(P11)에 배치되는 공통전극(VCOM)에 연결될 수 있다. The vertical common electrode VVCOM may be disposed on a side surface of the pixel area, but may be disposed between pixel areas where the data line DL is not disposed. The vertical common electrode VVCOM supplies a common voltage to the common electrode VCOM of the capacitor area CA. The vertical common electrode VVCOM may be connected to the common electrode VCOM of an adjacent pixel area. For example, the vertical common electrode VVCOM disposed in the second pixel area PA2 may be connected to the common electrode VCOM disposed in the first pixel area P11 .
제1 픽셀전극(P11)은 제1 절연막(GI1) 상에 배치되고, 제2 픽셀전극(P12)은 제1 픽셀전극(P11)을 덮는 제2 절연막(GI2) 상에 배치된다. 제1 픽셀전극(P11)은 제1 컨택홀(CNT1)을 통해서 제1 소스전극(S1)과 연결되어서, 제1 데이터라인(DL1)을 통해서 공급받는 데이터전압을 충전한다. The first pixel electrode P11 is disposed on the first insulating layer GI1 , and the second pixel electrode P12 is disposed on the second insulating layer GI2 covering the first pixel electrode P11 . The first pixel electrode P11 is connected to the first source electrode S1 through the first contact hole CNT1 to charge the data voltage supplied through the first data line DL1.
제2 픽셀전극(P12)은 제2 컨택홀(CNT2)을 통해서 제2 소스전극(S2)과 연결되어서, 제2 데이터라인(DL2)을 통해서 공급받는 데이터전압을 충전한다. The second pixel electrode P12 is connected to the second source electrode S2 through the second contact hole CNT2 to charge the data voltage supplied through the second data line DL2 .
종래의 액정 표시장치에서는 공통전극과 픽셀전극 사이의 전압차에 의해 수평전계가 발생하고, 공통전극에 공급되는 공통전압이 기준전압 레벨로 설정되기 때문에 전압차가 그리 크지 않다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따르는 액정 표시장치에서는 제 1 픽셀전극과 제 2 픽셀전극 사이에 걸리는 전압이 양의 데이터 전압과 음의 데이터 전압의 차로 되므로 종래에 비해 2배의 전압차가 발생한다. In the conventional liquid crystal display device, a horizontal electric field is generated by the voltage difference between the common electrode and the pixel electrode, and the common voltage supplied to the common electrode is set to the reference voltage level, so the voltage difference is not so great. However, in the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, the voltage applied between the first pixel electrode and the second pixel electrode is the difference between the positive data voltage and the negative data voltage, so a voltage difference twice as large as that of the related art occurs.
따라서, 본 발명에 의한 액정표시장치에는 종래보다 2배의 고전압으로 액정을 구동할 수 있게 되는 고투과율을 달성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또는, 본 발명에 의한 액정표시장치는 종래에 이용되는 구동전압의 1/2에 해당하는 전압을 이용하여 소비전력을 줄이면서, 종래와 같은 수준의 투과율을 나타낼 수 있다.Therefore, in the liquid crystal display device according to the present invention, it is possible to obtain the effect of achieving high transmittance, which enables the liquid crystal to be driven at twice as high voltage as in the prior art. Alternatively, the liquid crystal display according to the present invention may exhibit transmittance at the same level as in the prior art while reducing power consumption by using a voltage corresponding to 1/2 of the conventional driving voltage.
또한, 본 발명에 의한 액정표시장치는 제1 및 제2 데이터라인을 중첩하여 형성할 수 있기 때문에, 종래의 액정표시장치에 대비하여 한 쌍의 데이터라인 중에서 어느 하나의 데이터라인이 배치되던 영역의 마진이 확보된다. 그 결과, 수직 방향으로 공통전압을 공급하는 수직 공통전극(vVOM)을 배치할 수 있다. 이와 같이, 수직 공통전극(VVCOM)은 공통전압의 딜레이 차이를 개선하여 표시품질을 향상시킬 수 있다. In addition, since the liquid crystal display according to the present invention can be formed by overlapping the first and second data lines, the area in which any one of the data lines of the pair of data lines is disposed in comparison with the conventional liquid crystal display is reduced. margin is secured. As a result, the vertical common electrode vVOM for supplying the common voltage in the vertical direction may be disposed. In this way, the vertical common electrode VVCOM can improve the display quality by improving the delay difference of the common voltage.
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. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the technical configuration of the present invention can be changed to other specific forms by those skilled in the art to which the present invention pertains without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that this may be practiced. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. In addition, the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the above detailed description. In addition, all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
100: 표시패널 110: 타이밍 콘트롤러
120: 데이터 구동부 130, 140: 게이트 구동부100: display panel 110: timing controller
120:
Claims (12)
제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 포함하되,
상기 제1 트랜지스터는
버퍼층 상에 배치되는 제1 소스전극과 제1 드레인전극; 및
상기 제1 소스전극 및 제1 드레인전극을 덮는 제1 게이트절연막 상에 배치되는 게이트전극을 포함하는 탑 게이트 구조로 이루어지고,
상기 제2 트랜지스터는
상기 게이트전극을 공유하고, 상기 게이트전극을 덮는 제2 게이트절연막 상에 배치되는 제2 소스전극 및 제2 드레인전극을 포함하는 바텀 게이트 구조로 이루어지되,
상기 제1 트랜지스터는 상기 Q 노드에 접속되고,
상기 제2 트랜지스터는 상기 출력부에 접속되는 박막트랜지스터 어레이 기판.A thin film transistor array substrate of a shift register that provides a gate pulse to the pixel array through the output unit according to the voltage of the Q node,
A first transistor and a second transistor comprising:
the first transistor
a first source electrode and a first drain electrode disposed on the buffer layer; and
and a top gate structure including a gate electrode disposed on a first gate insulating layer covering the first source electrode and the first drain electrode,
The second transistor is
and a bottom gate structure including a second source electrode and a second drain electrode which share the gate electrode and are disposed on a second gate insulating layer covering the gate electrode,
the first transistor is connected to the Q node,
The second transistor is a thin film transistor array substrate connected to the output unit.
상기 제1 트랜지스터의 반도체층은 상기 제1 소스전극 및 제1 드레인전극을 덮으면서, 상기 제1 게이트 절연막 하부에 위치하는 박막트랜지스터 어레이 기판.The method of claim 1,
The semiconductor layer of the first transistor covers the first source electrode and the first drain electrode, and is located under the first gate insulating layer.
상기 제2 트랜지스터의 반도체층은 상기 제2 게이트 절연막 상에서 상기 제2 소스전극 및 제2 드레인전극 하부에 배치되는 박막트랜지스터 어레이 기판. The method of claim 1,
The semiconductor layer of the second transistor is disposed below the second source electrode and the second drain electrode on the second gate insulating layer.
상기 버퍼층 상에서, 상기 제1 트랜지스터 및 상기 제2 트랜지스터는 적어도 일부 영역이 중첩되는 박막트랜지스터 어레이 기판.The method of claim 1,
On the buffer layer, the thin film transistor array substrate in which at least a partial region of the first transistor and the second transistor overlap.
상기 게이트라인들 각각에 게이트펄스를 제공하는 쉬프트레지스터를 포함하고,
상기 쉬프트레지스터의 각 스테이지는
Q 노드의 전압에 따라, 드레인전극으로 입력되는 게이트클럭의 고전위전압을 출력단에 충전시키는 풀업 트랜지스터;
QB 노드의 전압에 따라, 상기 출력단을 저전위전압 입력단과 연결시키는 풀다운 트랜지스터;
상기 QB 노드의 전압에 따라 상기 Q 노드를 상기 저전위전압 입력단과 연결시키는 방전 제어 트랜지스터를 포함하되,
상기 방전 제어 트랜지스터는 게이트전극이 반도체층 상부에 위치하는 탑 게이트 구조로 이루어지고,
상기 풀다운 트랜지스터는 상기 게이트전극을 공유하고, 반도체층이 상기 게이트전극 상부에 배치되는 바텀 게이트 구조로 이루어지는 표시장치.a pixel array disposed in a region where the data line and the gate line intersect;
a shift register providing a gate pulse to each of the gate lines;
Each stage of the shift register is
a pull-up transistor for charging the high potential voltage of the gate clock input to the drain electrode to the output terminal according to the voltage of the Q node;
a pull-down transistor connecting the output terminal to a low potential voltage input terminal according to the voltage of the QB node;
a discharge control transistor connecting the Q node to the low potential voltage input terminal according to the voltage of the QB node,
The discharge control transistor has a top gate structure in which a gate electrode is located on a semiconductor layer,
and the pull-down transistor shares the gate electrode and has a bottom gate structure in which a semiconductor layer is disposed on the gate electrode.
상기 방전 제어 트랜지스터는
버퍼층 상에 배치되며, 상기 Q 노드에 연결되는 제1 드레인전극;
상기 제1 드레인전극과 동일한 어레이층에 배치되며, 상기 저전위전압 입력단에 연결되는 제1 소스전극; 및
상기 제1 드레인전극 및 제1 소스전극을 덮는 제1 게이트절연막 상에 배치되는 상기 게이트전극을 포함하고,
상기 풀다운 트랜지스터는
상기 게이트전극;
상기 게이트전극을 덮는 제2 게이트절연막 상에 배치되며, 상기 출력단에 연결되는 제2 드레인전극; 및
상기 제2 드레인전극과 동일한 어레이층에 배치되며, 상기 저전위전압 입력단에 연결되는 제2 소스전극을 포함하는 표시장치.6. The method of claim 5,
The discharge control transistor is
a first drain electrode disposed on the buffer layer and connected to the Q node;
a first source electrode disposed on the same array layer as the first drain electrode and connected to the low potential voltage input terminal; and
and the gate electrode disposed on a first gate insulating layer covering the first drain electrode and the first source electrode;
The pull-down transistor is
the gate electrode;
a second drain electrode disposed on a second gate insulating layer covering the gate electrode and connected to the output terminal; and
and a second source electrode disposed on the same array layer as the second drain electrode and connected to the low potential voltage input terminal.
평면상에서 상기 풀다운 트랜지스터의 면적은 상기 방전 제어 트랜지스터의 면적보다 크고, 상기 방전 제어 트랜지스터가 배치되는 영역의 적어도 일부분은 상기 풀다운 트랜지스터가 배치되는 영역 내에 속하는 표시장치.7. The method of claim 6,
A display device in which an area of the pull-down transistor is larger than an area of the discharge control transistor in a plan view, and at least a portion of a region in which the discharge control transistor is disposed falls within a region in which the pull-down transistor is disposed.
상기 제1 및 제2 데이터라인에 각각 연결되는 제1 및 제2 픽셀전극;
상기 제1 픽셀전극와 제1 커패시터를 형성하고, 상기 제2 픽셀전극과 제2 커패시터를 형성하는 공통전극;
상기 제1 데이터라인과 인접하여 배치되며, 상기 공통전극에 연결되는 수직 공통전극;
수평라인을 따라 배치되는 게이트라인; 및
상기 제1 및 제2 데이터라인과 상기 제1 및 제2 픽셀전극을 각각 스위칭하는 제1 및 제2 트랜지스터를 포함하되,
상기 제1 및 제2 트랜지스터는 상기 게이트라인의 일부영역인 게이트전극을 공유하고, 상기 제1 트랜지스터의 반도체층은 상기 제2 트랜지스터의 반도체층과 적어도 일부 영역이 중첩된 상태에서 서로 다른 레이어에 배치되는 표시장치.first and second data lines overlapping at least one region on the substrate and disposed on different layers;
first and second pixel electrodes respectively connected to the first and second data lines;
a common electrode forming the first pixel electrode and a first capacitor, and forming the second pixel electrode and a second capacitor;
a vertical common electrode disposed adjacent to the first data line and connected to the common electrode;
a gate line disposed along a horizontal line; and
and first and second transistors for respectively switching the first and second data lines and the first and second pixel electrodes;
The first and second transistors share a gate electrode that is a partial region of the gate line, and the semiconductor layer of the first transistor is disposed on different layers in a state in which at least a partial region overlaps with the semiconductor layer of the second transistor display device.
상기 제2 데이터라인은 상기 제1 데이터라인을 덮는 절연막 상에 배치되는 표시장치.12. The method of claim 11,
The second data line is disposed on an insulating layer covering the first data line.
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