KR20040081887A - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

디스플레이 품질 저하를 방지한 액정표시장치가 개시되어 있다. 액정을 제어하기 위한 박막 트랜지스터의 메탈 박막과 메탈 박막의 상면에 형성되는 유기 절연막의 사이에 메탈 박막과 유기 절연막의 부착력을 증가시키기 위한 부착력 향상층을 형성한다. 부착력 향상층은 크롬, 티타늄, 질화티타늄 등과 같은 메탈층이 사용되거나, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막이 사용될 수 있다. 메탈 박막과 유기 절연막이 상호 분리되어 박리 되는 것을 방지하여 메탈 박막의 손상, 유기 절연막의 상면에 형성된 전극이 손상되는 것을 방지하는 효과를 갖는다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, 액정을 제어하기 위한 박막 트랜지스터의 메탈 박막과 메탈 박막의 상부에 형성된 유기 절연막이 상호 박리 되는 것을 방지하여 디스플레이 품질 저하를 방지한 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(liquid crystal display device, LCD)는 액정을 이용하여 정보를 디스플레이 하는 평판 표시장치의 하나이다. 액정표시장치는 동일한 스크린 사이즈를 갖는 CRT 방식 디스플레이 장치(Cathode Ray Tube type display device) 등에 비하여 부피 및 무게가 현저하게 작은 장점을 갖는다.
이와 같은 액정표시장치의 장점은 액정에 의하여 구현된다. 액정은 전계(electric field)에 의하여 광의 투과도를 변경시킨다. 이와 같은 이유로 액정표시장치는 영상을 디스플레이 하기 위해서는 액정을 제어함과 동시에 액정을 통과하는 광을 필요로 한다.
액정표시장치는 광에 따라서 3 가지 그룹으로 구분된다. 첫 번째 타입의 액정표시장치는 외부광, 예를 들면, 태양광, 조명광을 이용하여 영상을 디스플레이 한다. 이와 같은 액정표시장치는 반사형 액정표시장치(reflective type LCD)라 불린다.
두 번째 타입의 액정표시장치는 액정표시장치로부터 자체적으로 발생한 내부광, 예를 들면, 외부에서 공급된 전기를 이용하여 발생한 인공광에 의하여 디스플레이를 수행한다. 이와 같은 액정표시장치는 투과형 액정표시장치(transmissive type LCD)라 불린다.
이때, 반사형 액정표시장치는 소비전력이 매우 작은 장점을 갖는 반면, 광량이 부족한 곳에서는 디스플레이를 수행할 수 없는 단점을 갖는다. 반면, 투과형 액정표시장치는 광량에 상관없이 디스플레이를 수행할 수 있지만 소비전력이 매우 큰 단점을 갖는다.
세 번째 타입의 액정표시장치는 외부광과 내부광을 모두 디스플레이에 이용한다. 이와 같은 액정표시장치는 반사-투과형 액정표시장치(reflective-transmissive type LCD)라 불린다.
따라서, 반사-투과형 액정표시장치는 반사형 액정표시장치와 다르게 외부광의 광량에 상관없이 디스플레이를 수행할 수 있으며, 투과형 액정표시장치에 비하여 소비전력이 낮은 장점을 갖는다. 종래 반사-투과형 액정표시장치는 외부광이 풍부한 곳에서는 반사 모드로 영상을 디스플레이하고, 외부광이 부족한 곳에서는 투과 모드로 영상을 디스플레이 한다.
이들 중, 반사형 액정표시장치 또는 반사-투과형 액정표시장치는 박막 트랜지스터 및 반사 전극을 갖고, 반사 전극과 박막 트랜지스터의 사이에는 기생 커패시턴스에 의한 누설 전류를 최소화하기 위해 후박한 유기 절연막이 형성된다.
그러나, 유기 절연막과 박막 트랜지스터의 신호선은 부착력이 좋지 않아 종종 유기 절연막과 신호선이 분리되어 박리 되는 경우가 빈번하게 발생한다.
유기 절연막과 신호선이 분리될 경우, 유기 절연막의 상부에 형성된 반사 전극의 일부가 떨어져 나가거나, 신호선의 일부에 부식이 발생 또는 절연 특성이 크게 저하되어 영상의 품질이 전반적으로 저하되는 문제점을 갖는다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 박막 트랜지스터의 신호선과 접촉된 유기 절연막이 신호선으로부터 박리 되지 않도록 하여 디스플레이 품질이 저하되는 것을 방지한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시장치를 도시한 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제 1 기판을 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시장치를 도시한 개념도이다.
이와 같은 본 발명의 목적을 구현하기 위하여 본 발명은 제 1 투명 기판에 형성된 제 1 금속 배선과 제 1 금속 배선과 절연된 상태로 제 1 금속 배선의 일부를 덮는 채널층과 채널층에 콘택 된 제 2 금속 배선 및 제 3 금속 배선을 포함하는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터가 덮이도록 제 1 투명 기판에 형성된 유기 절연막, 제 2, 제 3 금속 배선 및 유기 절연막의 사이에 개재되어 유기 절연막과 제 2, 제 3 금속 배선의 부착력을 증가시키기 위한 부착력 향상층, 유기 절연막에 형성된콘택홀을 매개로 제 3 금속 배선으로부터 전압을 인가 받는 제 1 전극을 포함하는 제 1 기판, 상기 제 1 투명 기판과 마주보는 제 2 투명 기판, 제 2 투명 기판 중 제 1 전극과 마주보는 곳에 형성된 제 2 전극을 포함하는 제 2 기판 및 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 주입된 액정을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 액정을 제어하기 위한 박막 트랜지스터의 신호선 및 신호선과 접촉된 유기 절연막의 사이에 부착력 향상층을 개재하여 신호선과 유기 절연막이 박리 되지 않도록 하여 디스플레이 품질이 저하되는 것을 방지한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 액정표시장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
제 1 실시예
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시장치를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 액정표시장치(400)는 제 1 기판(100), 액정(300) 및 제 2 기판(200)을 포함한다.
제 1 기판(100)은 제 1 투명 기판(110), 박막 트랜지스터(120), 유기 절연막(130), 부착력 향상층(140) 및 제 1 전극(150)을 포함한다.
도 2는 도 1에 도시된 제 1 기판을 도시한 개념도이다.
도 1 또는 도 2를 참조하면, 제 1 투명 기판(110)에는 매트릭스 형상으로 박막 트랜지스터(120)가 배치된다. 이때, 박막 트랜지스터(120)의 개수는 액정표시장치의 해상도에 의하여 결정된다. 예를 들어, 액정표시장치의 해상도가 1024 ×769이고, 풀 컬러 디스플레이를 수행할 경우, 박막 트랜지스터(120)의 개수는 1024×764 ×3 개가된다.
박막 트랜지스터(120)는 다시 제 1 배선(121), 채널층(122), 제 2 배선(123) 및 제 3 배선(124)을 포함한다.
제 1 배선(121)은 금속 재질, 예를 들면, 저 저항 금속인 알루미늄, 알루미늄 합금, 몰리브덴-텅스텐 등으로 형성되며, 게이트 버스 라인(121a) 및 게이트 전극(121b)을 포함한다. 게이트 버스 라인(121a)은 제 1 투명 기판(110)에 제 1 방향으로 뻗으며, 게이트 전극(121b)은 게이트 버스 라인(121a)으로부터 제 2 방향으로 돌출 된다.
채널층(122)은 제 1 배선(121)의 게이트 전극(121b)의 상면에 형성된다. 도 1을 참조하면, 채널층(122) 및 게이트 전극(121b)은 게이트 절연막(125)에 의하여 절연된다. 채널층(122)은 다시 제 1 채널층(122a) 및 제 2 채널층(122b)으로 구성된다. 제 1 채널층(122a)은 게이트 절연막(125)상에 게이트 전극(121b)을 덮는 형상으로 형성되며, 아몰퍼스 실리콘으로 제작된다. 제 2 채널층(122b)은 제 1 채널층(122a) 상에 한 쌍으로 형성되며, 한 쌍의 제 2 채널층(122b)은 상호 소정 간격 이격 된다. 각 제 2 채널층(122b)은 아몰퍼스 실리콘에 불순물 이온이 고농도 이온 도핑된 n+아몰퍼스 실리콘으로 제작된다.
도 2를 참조하면, 제 2 배선(123)은 2 개의 제 2 채널층(122b) 중 어느 하나에 연결된다. 제 2 배선(123)은 다시 데이터 버스 라인(123a) 및 소오스 전극(123b)으로 이루어진다. 데이터 버스 라인(123a)은 도 2에 도시된 바와 같이제 2 방향으로 형성되며, 소오스 전극(123b)은 데이터 버스 라인(123a)으로부터 제 1 방향으로 연장된다.
도 1 또는 도 2를 참조하면, 제 3 배선(124)은 드레인 전극으로 채널층(122) 의 2 개의 제 2 채널층(122b) 중 나머지에 연결된다.
도 1을 참조하면, 유기 절연막(130)은 제 1 투명 기판(110)에 형성된 박막 트랜지스터(120)가 덮이도록 전면적에 걸쳐 형성된다. 유기 절연막(130)은 제 3 배선(124)이 노출시키는 콘택홀(133)을 갖는다.
이때, 유기 절연막(130)은 제 2 배선(123) 또는 제 3 배선(124)과의 접착력이 좋지 않음으로 유기 절연막(130) 및 제 2 배선(123) 또는 제 3 배선(124)이 박리 되는 경우가 빈번하게 발생한다.
본 실시예에서는 이를 방지하기 위해서, 제 2 배선(123) 또는 제 3 배선(124)의 상면에는 부착력 향상층(140)이 형성된다. 부착력 향상층(140)은 제 2 배선(123) 또는 제 3 배선(124)의 상면에만 선택적으로 형성된 금속 박막이다. 구체적으로, 부착력 향상층(140)은 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 및 질화티타늄(TiN)중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하며, 특히 크롬은 유기 절연막(130)과 제 2 배선(123) 또는 제 3 배선(124)이 박리 되는 것을 방지하는데 특히 유용하다.
이때, 부착력 향상층(140)의 두께가 너무 두꺼울 경우, 제 2 배선(123) 또는 제 3 배선(124)과 유기 절연막(130)이 박리 될 수 있음으로, 부착력 향상층(140)의 두께는 100Å∼1500Å 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 유기 절연막(130)의 표면에는 올록볼록한 엠보싱이 형성된다. 유기 절연막(130)의 표면에 형성된 엠보싱은 유기 절연막(130)에 형성될 제 1 전극(150)의 표면적을 크게 향상시킴과 동시에 제 1 전극(150)으로부터 반사되는 광을 확산시키기 위함이다.
유기 절연막(130)의 표면에는 제 1 전극(150)이 형성된다. 제 1 전극(150)은 다시 투명 전극(152) 및 반사 전극(155)으로 구성된다.
투명 전극(152)은 투명하면서 도전성인 인듐 아연 산화막(Indium Zinc Oxide, IZO) 또는 인듐 주석 산화막(Indium TiN Oxide, ITO)으로 이루어지고, 반사 전극(155)은 투명 전극(152)의 상면에 형성된다. 반사 전극(155)은 광반사율이 높은 금속 물질로 제작된다. 반사 전극(155)의 일부에는 개구창(155a)이 형성된다.
한편, 제 1 기판(100)과 마주보는 곳에는 제 2 기판(200)이 배치된다. 제 2 기판(200)은 제 2 투명 기판(210) 및 제 2 전극(220)을 포함한다.
제 2 투명 기판(220)은 제 1 투명 기판(110)과 오버랩 된다. 제 2 전극(220)은 제 2 투명 기판(210)에 제 1 전극(150)과 마주보도록 배치된다. 제 2 전극(220)은 인듐 아연 산화막 또는 인듐 주석 산화막이 사용된다. 이외에 제 2 전극(220)과 제 2 투명 기판(220)의 사이에는 제 1 전극(150)과 일대일 대응하는 형상으로 배치되며 제 1 전극(150)의 크기와 유사한 컬러필터(230)가 더 배치될 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(200)의 사이에는 실런트(미도시)에 의하여 수납된 액정(300)이 주입되어 액정표시장치가 제조된다.
실시예 2
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시장치를 도시한 개념도이다. 도 3에서 부착력 향상층을 제외한 나머지 구성 요소는 실시예 1과 동일함으로 그 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 제 1 투명 기판(110)에 형성된 제 2 배선(123) 또는 제 3 배선(124)의 상부에는 실리콘 산화막(SiO2) 또는 실리콘 질화막(SiNx)으로 이루어진 부착력 향상층(160)이 형성된다. 이때, 부착력 향상층(160)인 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막은 매우 얇은 두께로 형성된다. 예를 들어, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막은 약 100Å ∼ 500Å의 두께를 갖는다.
실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막은 앞서 설명한 유기 절연막(130)과 제 2 배선(123) 또는 제 3 배선(124)의 부착력을 크게 증가시켜준다.
한편, 제 2 배선(123) 또는 제 3 배선(124)을 덮고 있는 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막은 제 1 전극(150) 및 제 3 배선(124)이 상호 콘택 되는 것을 방해하고, 이로 인해 제 1 전극(150)에는 전압이 인가되지 못하게 된다.
이를 방지하기 위해서, 제 3 배선(124)을 덮고 있던 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막의 일부는 제거되고, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막이 제거된 제 3 배선(124)에는 유기 절연막(130)에 형성된 콘택홀(133)을 통하여 제 1 전극(150)이 콘택 된다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 액정표시장치를 제조하는 도중 메탈박막과 유기 절연막을 순차적으로 형성할 때, 메탈 박막과 유기 절연막 사이에 부착력 향상층을 형성하여 메탈 박막과 유기 절연막이 상호 분리되어 박리 되는 것을 방지하여 디스플레이 품질이 저하되는 것을 방지한다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 제 1 투명 기판에 형성된 제 1 금속 배선과 상기 제 1 금속 배선과 절연된 상태로 상기 제 1 금속 배선의 일부를 덮는 채널층과 상기 채널층에 콘택 된 제 2 금속 배선 및 제 3 금속 배선을 포함하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터가 덮이도록 상기 제 1 투명 기판에 형성된 유기 절연막, 상기 제 2, 제 3 금속 배선 및 상기 유기 절연막의 사이에 개재되어 상기 유기 절연막과 상기 제 2, 제 3 금속 배선의 부착력을 증가시키기 위한 부착력 향상층, 상기 유기 절연막에 형성된 콘택홀을 매개로 상기 제 3 금속 배선으로부터 전압을 인가 받는 제 1 전극을 포함하는 제 1 기판;
    상기 제 1 투명 기판과 마주보는 제 2 투명 기판, 상기 제 2 투명 기판 중 상기 제 1 전극과 마주보는 곳에 형성된 제 2 전극을 포함하는 제 2 기판; 및
    상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 주입된 액정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 부착력 향상층은 상기 제 2, 제 3 금속 배선의 상면에 선택적으로 형성된 금속 박막인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 금속 박막은 Cr, Ti, TiN으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 전극은 상기 금속 박막의 상면에 콘택 되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 금속 박막의 두께는 100Å∼1500Å인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 부착력 향상층은 상기 제 1 전극이 상기 제 3 금속 배선과 콘택 되도록 일부가 개구되며, 100Å∼500Å의 두께를 갖는 산화막 또는 질화막인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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