KR20000003318A - 개구율이 개선된 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 개구율이 개선된 액정 표시 장치를 개시한다. 개시된 본 발명은, 액정 표시 장치는 하부 기판과, 상기 하부 기판 상에 다수개가 평행하게 연장,배치된 게이트 버스 라인과, 게이트 버스 라인이 형성된 하부 기판상에 덮혀지는 게이트 절연막, 및 게이트 절연막 상부에 형성되고, 상기 게이트 버스 라인과 오버랩되면서 게이트 절연막을 사이에 두고 평행하도록 배치되는 데이터 버스 라인을 포함한다.

Description

개구율이 개선된 액정 표시 장치
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 게이트 버스 라인 상부에 데이터 버스 라인을 배치하여, 개구율을 증대시키는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치의 단위셀은 도 1 에 도시된 바와 같이, 하부 기판(10) 상부에 한 쌍의 게이트 버스 라인(1)이 x축 방향으로 연장된다. 여기서, 게이트 버스 라인(1)의 폭은 약 10 내지 12㎛이다. 게이트 버스 라인(1)이 배치된 하부 기판(10) 상부에는 게이트 절연막(도시되지 않음)이 덮혀진다. 이어서, 게이트 버스 라인(10)과 실질적으로 수직인 y 방향으로 한쌍의 데이터 버스 라인(3)이 연장되어, 격자 형태의 단위셀을 한정한다. 이때, 데이터 버스 라인(3)은 7 내지 9㎛ 정도의 폭을 갖는다. 여기서, 게이트 버스 라인(10)은 단위셀내로 소정 부분이 돌출되어진 부분을 포함하며, 이 돌출되어진 부분이 박막 트랜지스터의 게이트 전극(1a)이 된다. 데이터 버스 라인 역시, 게이트 전극(1a)의 일측 부분과 오버랩될 수 있도록 소정 부분 돌출된다. 이 돌출되어진 부분이 박막 트랜지스터의 소오스 전극(3a)이 된다.
또한, 단위셀 내측에는 화소 전극(5)이 형성된다. 이때, 화소 전극(5)은 공지된 바와 같이, 투명한 전도 물질인 ITO(imdium tin oxide)가 이용되고, 게이트 버스 라인(1) 및 데이터 버스 라인(3)과 소정 거리만큼 이격된다.
여기서, 미설명 부호 3b는 박막 트랜지스터의 드레인 전극이다.
그러나, 상기 단위셀에는 불투명 소재로 된 전극들이 배치되어 있으므로, 개구율이 저하된다.
예를들어, VGA급 패널의 단위화소 사이즈는 240×80㎛인데, 이 면적에 거의 10㎛의 폭을 갖는 버스 라인이 상하좌우로 배치되어 있으므로, 버스 라인의 선폭만큼 개구 면적이 감소된다.
따라서, 본 발명의 목적은 개구율을 개선할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 액정 표시 장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예 1을 설명하기 위한 액정 표시 장치의 평면도.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 액정 표시 장치의 패드 구조를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예 2를 설명하기 위한 액정 표시 장치의 평면도.
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 액정 표시 장치의 평면도.
도 6 및 도 7은 도 5의 Ⅴ-Ⅴ'을 따라 절단하여 나타낸 박막 트랜지스터의 단면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
11,21,31 : 게이트 버스 라인 11a,21a : 게이트 전극
13,23,36 : 데이터 버스 라인 15,25,37 : 화소 전극
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 하부 기판과, 상기 하부 기판 상에 다수개가 평행하게 연장,배치된 게이트 버스 라인과, 게이트 버스 라인이 형성된 하부 기판상에 덮혀지는 게이트 절연막, 및 게이트 절연막 상부에 형성되고, 상기 게이트 버스 라인과 오버랩되면서 게이트 절연막을 사이에 두고 평행하도록 배치되는 데이터 버스 라인을 포함한다.
본 발명에 의하면, 단위셀의 상하 좌우 경계면에 배치되었던 버스 라인들을 상하측 또는 좌우측 경계면에만 존재하도록 중첩,배치시키므로써, 게이트 버스 라인 또는 데이터 버스 라인의 선폭만큼 개구율을 증진시킨다.
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
(실시예 1)
첨부한 도면 도 2는 본 발명의 실시예 1을 설명하기 위한 액정 표시 장치의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 액정 표시 장치의 패드 구조를 나타낸 도면이다.
본 실시예에서는 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인을 절연층 개재하에 적층하여 배치한다. 따라서, 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인 중 어느 하나의 면적만큼을 줄이게 된다.
즉, 보다 구체적으로 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 기판(20) 상부에 불투명 소재 예를들어, 알루미늄, 크롬등으로 된 게이트 버스 라인(11)을 도면에서 x축 방향으로 연장한다. 이때, 도 2는 액정 표시 장치의 단위셀만을 도시한 것이므로, 한 쌍의 게이트 버스 라인(11)이 소정 간격을 두고 평행하게 연장된다. 이때, 게이트 버스 라인(11)의 소정 부분은 박막 트랜지스터의 게이트 전극으로 동작되도록, 돌출되어져 있다. 참조 번호 11a는 게이트 전극을 나타낸다.
게이트 버스 라인(11)이 형성된 하부 기판(20)의 표면에는 게이트 절연막(도시되지 않음)이 피복된다.
그후, 게이트 절연막 상부에 한 쌍의 데이터 버스 라인(13)이 배치된다. 본 실시예에서의 데이터 버스 라인(13)은 x축 방향으로 연장되면서, 게이트 버스 라인(11)과 오버랩되도록 배치된다. 따라서, 종래의 데이터 버스 라인이 배치되는 부분은 개구 부분이 된다.
이때, 데이터 버스 라인(13)은 게이트 전극(11a)과 오버랩되도록 소정 부분 돌출되어져 있다. 이 부분이 박막 트랜지스터의 소오스 전극(13a)이 된다.
예정된 단위화소 공간에 화소 전극(15)이 배치된다. 이때, 화소 전극(15)은 단위 화소 공간의 좌우측 경계 부분에 데이터 버스 라인이 배치되어 있지 않으므로, 좌우측으로 데이터 버스 라인의 폭만큼 확장시키게 된다.
따라서, 본 실시예에서의 화소 전극(15)의 면적은 데이터 버스 라인(11)의 폭 만큼이 보상되어, VGA급에서 240×88㎛이 된다. 그러므로, 개구율을 종래보다 10% 정도 확장시키게 된다. 여기서, 미설명 부호 13b는 박막 트랜지스터의 드레인 전극으로서, 데이터 버스 라인(13)에 실린 신호를 화소 전극(15)에 전달하는 역할을 한다.
도 3은 액정 표시 장치의 외부 구조를 개략적으로 나타낸 것으로서, 셀 외곽의 하부 기판(20) 상부에는 게이트 버스 라인용 패드(11x)가 배치된다. 그 상부에는 게이트 절연막이 덮혀지며, 게이트 절연막 상부에 게이트 버스 라인용 패드(11x)와 오버랩되도록, 데이터 버스 라인용 패드(13x)가 배치된다.
이와같이 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인을 오버랩시켜서 배치시킨후, 패드 부분에서도 게이트 버스 라인용 패드와 데이터 버스 라인용 패드를 적층구성하여, 패널을 구성하게 된다.
(실시예 2)
첨부한 도면 도 4는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 4를 참조하여, 하부 기판(30) 상부에 불투명 소재 예를들어, 알루미늄, 크롬등으로 된 게이트 버스 라인(21)이 도면에서 y축 방향으로 연장된다. 이때, 게이트 버스 라인(21)의 소정 부분은 박막 트랜지스터의 게이트 전극으로 동작되도록, 돌출되어져 있다. 참조 번호 21a는 게이트 전극을 나타낸다.
게이트 버스 라인(21)이 형성된 하부 기판(30)의 표면에는 게이트 절연막(도시되지 않음)이 피복된다.
그후, 게이트 절연막 상부에 한 쌍의 데이터 버스 라인(23)이 배치된다. 본 실시예에서의 데이터 버스 라인(23)은 y축 방향으로 연장되면서, 게이트 버스 라인(21)과 오버랩되도록 배치된다. 따라서, 종래의 게이트 버스 라인이 배치되었던 부분은 개구 부분이 된다.
이때, 데이터 버스 라인(23)은 게이트 전극(21a)과 오버랩되도록 소정 부분 돌출되어져 있고, 이 부분이 박막 트랜지스터의 소오스 전극(23a)이 된다.
예정된 단위화소 공간에 화소 전극(25)이 배치된다. 이때, 화소 전극(25)은 단위 화소 공간의 상하측 경계 부분에 종래와 같이 게이트 버스 라인이 배치되어 있지 않으므로, 상하측의 게이트 버스 라인의 폭만큼 확장된다.
따라서, 본 실시예에서의 화소 전극(25)의 면적은 게이트 버스 라인(21)의 폭 만큼이 보상되어, VGA급에서 250×80㎛이 된다. 그러므로, 개구율을 종래보다 10% 이상 확장된다. 여기서, 미설명 부호 23b는 박막 트랜지스터의 드레인 전극으로서, 데이터 버스 라인(23)에 실린 신호를 화소 전극(25)에 전달하는 역할을 한다.
(실시예 3)
첨부한 도면 도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 액정 표시 장치의 평면도이고, 도 6 및 도 7은 도 5의 Ⅴ-Ⅴ'을 따라 절단하여 나타낸 박막 트랜지스터의 단면도이다. 본 실시예는 상술한 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인을 오버랩 시킨 형태를 고개구율 액정 표시 장치에 적용시킨 예이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 하부 기판(40) 상부에 불투명 소재 예를들어, 알루미늄, 크롬등으로 된 게이트 전극 배선(31)이 도면에서 x축 방향으로 연장된다.
게이트 전극 배선(31)이 형성된 기판(20) 상에는 게이트 절연막(도시되지 않음)이 피복된다. 게이트 전극 배선(31) 상의 게이트 절연막의 소정 부분에 단위 화소당 하나씩 박막 트랜지스터(TFT1, 2)가 형성된다. 결과물 상에는 비교적 두꺼운 두께로 저유전율을 갖는 층간 절연막(도시되지 않음)이 도포된다. 여기서, 층간 절연막은 현상 타입이 PC335, PC403 또는 그 시리즈 물질을 사용하거나, 드라이 에치 타입의 BCB(DOW사) 물질이 이용될 수 있으며, 이 층간 절연막의 두께는 약 2.5 내지 3.5㎛ 정도 되도록 형성된다. 게이트 전극 배선(31) 상부의 층간 절연막 상에 게이트 전극 배선(31)과 오버랩되도록 데이터 전극 배선(36)이 형성된다. 이때, 게이트 전극 배선(31)과 데이터 전극 배선(36)은 오버랩되지만, 그 사이에는 유전율이 매우 낮은 층간 절연막이 비교적 큰 두께로 개재되어 있으므로, 기생 캐패시턴스가 거의 발생되지 않는다.
단위 화소 공간 각각에는 박막 트랜지스터(TFT1,2)과 콘택되도록 화소 전극(도시되지 않음)이 배치된다.
즉, 층간 절연막(도시되지 않음)을 통하여, 상기 박막 트랜지스터의 소오스 전극(도시되지 않음)과 데이터 전극 배선(36)이 접속되며, 박막 트랜지스터(TFT1,2)의 드레인 전극과 화소 전극(도시되지 않음)이 콘택된다.
여기서, 상기 박막 트랜지스터(TFT1,2)는 각각 게이트 전극 배선(11) 상부에 형성되므로, 화소 공간(pix)을 차지하지 않으므로, 상기 실시예 1 및 실시예 2에서 좀더 우수하다.
여기서, 상기의 박막 트랜지스터는 도 6에 도시된 바와 같이, 기판(20) 상부에 게이트 전극 배선(31)을 형성한후, 게이트 전극 배선(31) 상부에 게이트 절연막(32)을 형성한다. 게이트 절연막(32) 상에 게이트 전극 배선(31)을 포함하도록 채널층(33)을 형성한다음, 채널층(33)의 일측과 오버랩되도록 소오스 전극(34a)을 형성하고, 채널층(13)의 타측과 오버랩되도록 드레인 전극(34b)을 형성하여, 박막 트랜지스터를 완성한다. 그후, 박막 트랜지스터가 형성된 하부 기판(30) 상에 층간 절연막(35)을 형성한다음, 층간 절연막(35)에 소오스 전극(34a) 및 드레인 전극(34b)이 노출되도록 콘택홀을 형성한다. 이어, 소오스 전극(34a)과 콘택되면서, 상기 게이트 전극 배선(31)상에 배치되도록 데이터 전극 배선(36)을 형성하고, 데이터 전극 배선(36)의 일측에 콘택홀을 통하여 드레인 전극(34b)과 콘택되도록 화소 전극(37)을 형성한다.
또는, 도 7에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터를 형성한다음, 박막 트랜지스터의 드레인 전극(34b)과 콘택되도록 화소 전극(37)을 게이트 절연막 상에 형성한다. 그후, 층간 절연막(35)을 피복하고, 소오스 전극(34a)이 노출되도록 콘택홀을 형성한다음, 콘택홀을 통하여 소오스 전극(34a)과 콘택하면서, 게이트 전극 배선(31) 상부에 데이터 전극 배선(36)을 형성할 수 있다.
이와같이 구성된 액정 표시 장치는 게이트 전극 배선(11) 상부에 데이터 전극 배선(16)이 형성되므로, 데이터 전극 배선(16)의 면적만큼의 개구율을 증대시킬수 있다. 더욱이 박막 트랜지스터(TFT2)가 게이트 전극 배선(11)상에 형성되므로 한층더 개구율을 증대시킬 수 있다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 단위셀의 상하 좌우 경계면에 배치되었던 버스 라인들을 상하측 또는 좌우측 경계면에만 존재하도록 중첩,배치시키므로써, 게이트 버스 라인 또는 데이터 버스 라인의 선폭만큼 개구율을 증진시킨다.
따라서, 높은 휘도를 얻기 위한 소비 전력 소모를 방지할 수 있다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (6)

  1. 하부 기판;
    상기 하부 기판 상에 다수개가 평행하게 연장,배치된 게이트 버스 라인;
    상기 게이트 버스 라인이 형성된 하부 기판상에 덮혀지는 게이트 절연막;
    상기 게이트 절연막 상부에 형성되고, 상기 게이트 버스 라인과 오버랩되면서 게이트 절연막을 사이에 두고 평행하도록 배치되는 데이터 버스 라인을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 하부 기판;
    상기 하부 기판 상에 다수개가 평행하게 연장,배치된 게이트 전극 배선;
    상기 게이트 전극 배선이 형성된 하부 기판상에 덮혀지는 게이트 절연막;
    상기 게이트 전극 배선상의 게이트 절연막 소정 부분에 형성되는 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터를 포함하는 결과물 전면에 형성되는 저유전율을 갖는 층간 절연막;
    상기 게이트 전극 배선과 오버랩되도록 층간 절연막 상에 형성되며, 상기 박막 트랜지스터의 소정 부분과 접속되는 데이터 전극 배선; 및
    상기 데이터 전극 배선의 외측에 배치되며, 상기 박막 트랜지스터와 접속되는 화소 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 개구율이 개선된 액정 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 층간 절연막은 현상 타입이 PC335, PC403, 그 시리즈 물질 또는 드라이 에치 타입의 BCB(DOW사) 물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 개구율이 개선된 액정 표시 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 층간 절연막의 두께는 약 2.5 내지 3.5㎛인 것을 특징으로 하는 개구율이 개선된 액정 표시 장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 화소 전극은 층간 절연막과 게이트 절연막 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 개구율이 개선된 액정 표시 장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 화소 전극은 층간 절연막 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 개구율이 개선된 액정 표시 장치.
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