KR20010003439A - 박막 트랜지스터 액정표시소자의 박막 트랜지스터 어레이 기판 - Google Patents

박막 트랜지스터 액정표시소자의 박막 트랜지스터 어레이 기판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나의 화소에 두 개의 박막 트랜지스터를 구비시킨 박막 트랜지스터 액정표시소자의 박막 트랜지스터 어레이 기판에 관한 것으로, 본 발명의 박막 트랜지스터 어레이 기판은, 절연 기판; 상기 절연 기판 상에 수직·교차하게 배열된 게이트 라인 및 데이터 라인; 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 한정된 화소 영역 내에 구비된 화소 전극; 및 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 구비된 박막 트랜지스터를 포함하여 구성되는 박막 트랜지스터 액정표시소자의 박막 트랜지스터 어레이 기판으로서, 상기 박막 트랜지스터는 게이트 라인은 상기 데이터 라인과의 교차점에 인접되어, 상기 게이트 라인 측에 형성된 제1박막 트랜지스터와, 상기 데이터 라인 측에 형성된 제2박막 트랜지스터로 이루어지며, 상기 제1 및 제2박막 트랜지스터는 해당하는 화소전극을 동시에 구동시키는 것을 특징으로 한다.

Description

박막 트랜지스터 액정표시소자의 박막 트랜지스터 어레이 기판{TFT array substrate of TFT-LCD}
본 발명은 박막 트랜지스터 액정표시소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 하나의 화소에 두 개의 박막 트랜지스터를 구비시킨 박막 트랜지스터 어레이 기판에 관한 것이다.
액정표시소자(Liquid Crystal Display : 이하, LCD)는 주로 시계 또는 계산기의 표시 장치로 이용되어 왔으며, 최근에는, 텔레비젼 및 모니터 등에 이용되고 있다. 특히, 각 화소의 구동을 독립적으로 제어하기 위하여, 각 화소 마다 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT)가 구비되는 TFT-LCD는 응답 특성이 우수하고, 그리고, 높은 화소수에 적합하기 때문에 CRT(Cathode Ray Tube)에 필적할만한 표시 장치의 고화질화 및 대형화 등을 실현하는데, 기여하고 있다.
상기한 TFT-LCD는 TFT 및 화소 전극이 구비된 TFT 어레이(Array) 기판과, 컬러필터 및 카운터 전극이 구비된 컬러필터 기판이 액정층의 개재하에 합착된 구조이다.
도 1은 종래 기술에 따른 TFT 어레이 기판의 단위 화소를 도시한 평면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 유리기판(도시안됨) 상에 게이트 라인(2) 및 데이터 라인(4)이 수직·교차하게 배열되며, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 금속막으로된 화소 전극(6)이 상기 게이트 라인(2) 및 데이터 라인(4)에 의해 한정된 화소 내에 구비되고, 스위칭 소자인 TFT(10)가 게이트 라인(2)과 데이터 라인(4)의 교차부에 구비된다.
여기서, TFT(10)는 게이트 라인(2)의 일부분인 게이트 전극과, 상기 게이트 전극을 덮는 게이트 절연막(도시안됨), 상기 게이트 전극 상부의 게이트 절연막 상에 형성된 반도체층(5), 및 상기 반도체층(5)의 일측 및 타측 상부와 소정 부분 오버랩되게 배치된 소오스, 드레인 전극(7a, 7b)으로 이루어지며, 상기 TFT(10)의 소오스 전극(7a)은 화소 전극(6)과 콘택된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 TFT LCD는 하나의 화소에 하나의 TFT가 구비되기 때문에, 예를들어, 게이트 라인과 데이터 라인간의 단락, 또는, 데이터 라인의 단선 등으로 인한 TFT의 결함이 발생될 경우에는, 특정 화소의 구동이 이루어지지 않게 되고, 궁극적으로는, 제조수율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 결함이 발생된 TFT를 리페어하기 위해서는 별도의 공정을 수행해야 하므로, 이러한 추가 공정에 의해 TFT-LCD의 생산성 저하가 초래되는 문제점이 있다.
게다가, TFT 어레이 기판에 구비되는 게이트 라인 및 소오스/드레인 전극을 포함한 데이터 라인 등과 같은 패턴들은, 주지된 바와 같이, 분할 노광 공정을 통해 구비시키게 되는데, 이 경우, 노광 마스크의 오정렬에 기인하여, 예를들어, 게이트 전극과 소오스 전극간의 오버랩 정도 및 게이트 전극과 드레인 전극간의 오버랩 정도가 분할 노광된 영역들 마다 상이하게 됨으로써, 소위, 샷-뮤라(Shot Mura)로 불리우는 표시 특성의 저하를 초래하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 제조수율의 저하를 방지함과 동시에, 샷-뮤라와 같은 결함을 방지할 수 있는 TFT-LCD의 TFT 어레이 기판을 제공하는데, 그 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 단위 화소를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 단위 화소를 도시한 평면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
12 : 게이트 라인 12a : 더미 게이트 전극
14 : 데이터 라인 15a : 제1반도체층
15b : 제2반도체층 16 : 화소 전극
17a : 제1소오스 전극 17b : 제1드레인 전극
17c : 제2소오스 전극 17d : 제2드레인 전극
20A : 제1TFT 20B : 제2TFT
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 TFT 어레이 기판은, 절연 기판; 상기 절연 기판 상에 수직·교차하게 배열된 게이트 라인 및 데이터 라인; 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 한정된 화소 영역 내에 구비된 화소 전극; 및 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 구비된 박막 트랜지스터를 포함하여 구성되는 박막 트랜지스터 액정표시소자의 박막 트랜지스터 어레이 기판으로서, 상기 박막 트랜지스터는 게이트 라인은 상기 데이터 라인과의 교차점에 인접되어, 상기 게이트 라인 측에 형성된 제1박막 트랜지스터와, 상기 데이터 라인 측에 형성된 제2박막 트랜지스터로 이루어지며, 상기 제1 및 제2박막 트랜지스터는 해당하는 화소전극을 동시에 구동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 하나의 화소에 두 개의 TFT를 구비시키기 때문에, 어느 하나의 TFT에서 결함이 발생되더라도 다른 하나의 TFT를 이용하여 화소를 구동시킬 수 있으며, 이에 따라, 제조수율 및 생산성의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 두 개의 TFT를 구비시키는 것에 의해 단위 화소에서 게이트 전극과 소오스 전극간의 오버랩 정도 및 게이트 전극과 드레인 전극간의 오버랩 정도를 균일하게 유지시킬 수 있기 때문에, 샷-뮤라와 같은 결함을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 TFT 어레이 기판의 단위 화소를 도시한 평면도로서, 도시된 바와 같이, 게이트 라인(12)과 데이터 라인(14)이 절연기판(도시안됨), 예를들어, 유리기판 상에 수직·교차되게 배치되며, ITO 금속으로된 화소 전극(16)이 상기 게이트 라인(12)과 데이터 라인(14)에 의해 한정된 화소 영역 내에 배치된다.
여기서, 게이트 라인(12)은 더미 게이트 전극(12a)을 포함하며, 상기 더미 게이트 전극(12a)은 데이터 라인(14)과의 교차점에 인접된 부분에 상기 데이터 라인(14)과 평행하게 해당 화소 영역으로 소정 길이만큼 돌출된 형태로 구비된다.
또한, 데이터 라인(14)은 제1 및 제2소오스 전극(17a, 17c)과 제1 및 제2드레인 전극(17b, 17d)을 포함하며, 상기 제1소오스 전극 및 제1드레인 전극(17a, 17b)은 종래와 마찬가지로 게이트 라인의 일부분인 게이트 전극의 일측 및 타측 상부면과 오버랩되도록 구비되고, 제2소오스 전극 및 드레인 전극(17c, 17d)은 더미 게이트 전극(12a)의 일측 및 타측 상부면과 오버랩되도록 구비된다. 특히, 제2소오스 전극 및 제2드레인 전극(17c, 17d)는 데이터 라인(14) 보다는 더 큰 폭으로 구비되며, 상기 제2드레인 전극(17d)은 데이트 라인(14)의 일부분으로 구비된다.
스위칭 소자인 TFT(20A, 20B)는 하나의 화소에 대해서 게이트 라인(12)과 데이터 라인(14)의 교차부에 이격되어 두 개가 구비된다.
도시된 바와 같이, 제1TFT(20A)는 종래와 마찬가지로 데이터 라인(14)과의 교차점에 인접된 게이트 라인(12) 부분 상에 구비되며, 이러한 제1TFT(20A)는 게이트 라인(12)의 일부분인 게이트 전극과, 상기 게이트 전극 상에 패턴의 형태로 구비된 제1반도체층(15a), 및 데이터 라인(14)으로부터 인출되어 제1반도체층(15a)의 일측 상부면과 오버랩되게 배치된 제1드레인 전극(17b)과 이에 대향하여 제1반도체층(15a)의 타측 상부면과 오버랩되게 배치됨과 동시에 화소 전극(16)과 콘택되게 배치된 제1소오스 전극(17a)을 포함하여 구성된다.
제2TFT(20B)는 더미 게이트 전극(12a) 상에 배치되며, 이러한 제2TFT(20B)는 더미 게이트 전극(12a)과, 상기 더미 게이트 전극(12a) 상에 구비된 제2반도체층(15b), 및 상기 제2반도체층(15b)의 일측 및 타측 상부면과 각각 오버랩되도록 배치된 제2소오스 전극과 제2드레인 전극(17c, 17d)을 포함하여 구성된다. 여기서, 제2드레인 전극(17d)은, 전술한 바와 같이, 데이트 라인(14)의 일부분이기는 하지만, 제2반도체층(25b)의 일측 상부면과 오버랩될 수 있도록 상기 데이터 라인(14) 보다는 더 큰 폭으로 구비되며, 제2소오스 전극(17c)은 상기 제2드레인 전극(17d)과 대향해서 제2반도체층(15b)의 타측 상부면과 오버랩됨과 동시에 화소 전극(16)과 콘택되게 구비된다.
한편, 화소 전극(16)은 더미 게이트 전극(12a)과 오버랩되지 않는 형태로 화소 영역 내에 구비된다.
상기와 같이 하나의 화소에 두 개의 TFT를 구비시킬 경우에는, 어느 하나의 TFT에 결함이 발생된 경우, 레이저 리페어 장비를 이용해서 결함이 발생된 TFT는 절단하여, 결함이 발생되지 않은 나머지 하나의 TFT를 통해 화소 전극이 동작되도록 하기 때문에, 리페어 공정을 매우 간단하게 수행할 수 있다.
또한, 두 개의 TFT를 구비시키기 때문에, 어느 하나의 TFT에서 게이트 전극과 소오스 전극간의 오버랩 정도 및 게이트 전극과 드레인 전극간의 오버랩 정도의 차이가 발생될 지라도, 다른 TFT에서 오버랩 정도에 따른 전압차를 보상할 수 있기 때문에, 샷-뮤라와 같은 표시 특성의 저하를 보상할 수 있게 된다.
이상에서와 같이, 본 발명은 하나의 화소에 두 개의 TFT를 구비시켜, 어느 하나의 TFT에서 결함이 발생되더라도 나머지 TFT에 의해 화소가 구동되도록 하기 때문에 TFT LCD의 신뢰성 및 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 간단하게 리페어 공정을 수행할 수 있기 때문에, TFT LCD의 제조 시간 및 비용을 절감시킬 수 있다.
게다가, 오정렬에 기인된 샷-뮤라를 방지할 수 있기 때문에, 표시 화면의 특성을 향상시킬 수 있다.
한편, 여기에서는 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만, 당업자에 의하여 이에 대한 수정과 변형을 할 수 있다. 따라서, 이하, 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 사상과 범위에 속하는 한 모든 수정과 변형을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.

Claims (3)

  1. 절연 기판; 상기 절연 기판 상에 수직·교차하게 배열된 게이트 라인 및 데이터 라인; 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 한정된 화소 영역 내에 구비된 화소 전극; 및 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 구비된 박막 트랜지스터를 포함하여 구성되는 박막 트랜지스터 액정표시소자의 박막 트랜지스터 어레이 기판으로서,
    상기 박막 트랜지스터는 게이트 라인은 상기 데이터 라인과의 교차점에 인접되어, 상기 게이트 라인 측에 형성된 제1박막 트랜지스터와, 상기 데이터 라인 측에 형성된 제2박막 트랜지스터로 이루어지며, 상기 제1 및 제2박막 트랜지스터는 해당하는 화소전극을 동시에 구동시키는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시소자의 박막 트랜지스터 어레이 기판.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 라인은 상기 데이터 라인과의 교차점에 인접된 부분에 상기 데이터 라인과 평행하게 해당 화소 영역으로 소정 길이만큼 돌출된 더미 게이트 전극을 포함하며, 상기 데이터 라인은 제1 및 제2소오스 전극과 제1 및 제2드레인 전극을 포함하고,
    상기 제1박막 트랜지스터는 상기 게이트 라인과, 상기 게이트 라인 상에 형성된 제1반도체층, 및 상기 데이터 라인으로부터 인출되어 상기 제1반도체층의 일측 상부면과 오버랩된 제1드레인 전극과 상기 제1드레인 전극과 대향하여 상기 제1반도체층의 타측 상부면과 오버랩됨과 동시에 화소 전극과 콘택된 제1소오스 전극으로 이루어지며,
    상기 제2박막 트랜지스터는 상기 더미 게이트 전극과, 상기 더미 게이트 전극 상에 형성된 제2반도체층, 및 상기 데이터 라인으로부터 인출되어 상기 제2반도체층의 일측 상부면과 오버랩하는 제2드레인 전극과 이에 대향하여 상기 제2반도체층의 타측 상부면과 오버랩됨과 동시에 상기 화소 전극과 콘택된 제2소오스 전극으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시소자의 박막 트랜지스터 어레이 기판.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제2드레인 전극은 상기 데이터 라인의 일부분이며, 상기 데이터 라인 보다 더 큰 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시소자의 박막 트랜지스터 어레이 기판.
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