KR20060086623A - Thin film transistor substrate and liquid crystal display panel comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막 트랜지스터 기판 및 이를 포함하는 액정표시패널에 관한 것으로, 상호 평행하게 배열되어 있고 서로 인접한 한쌍의 게이트 라인과; 한쌍의 게이트 라인과 절연교차하고 있는 데이터 라인과; 한쌍의 게이트 라인과 데이터 라인의 교차영역에 형성되어 있는 박막 트랜지스터; 및 한쌍의 게이트 라인 사이에 위치하며, 각 게이트 라인에 부속되어 상호 인접하여 대향 배치된 한쌍의 화소전극을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 기생용량의 변동을 방지할 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 이를 포함하는 액정표시패널이 제공된다.The present invention relates to a thin film transistor substrate and a liquid crystal display panel including the same, comprising: a pair of gate lines arranged in parallel with each other and adjacent to each other; A data line insulated from the pair of gate lines; A thin film transistor formed at an intersection region of a pair of gate lines and data lines; And a pair of pixel electrodes positioned between the pair of gate lines and attached to each gate line to face each other. Accordingly, a thin film transistor substrate capable of preventing variations in parasitic capacitance and a liquid crystal display panel including the same are provided.
Description
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 배치도,1 is a layout view of a thin film transistor substrate according to a first embodiment of the present invention;
도 2는 도 1 의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 본 발명의 액정표시패널의 단면도,2 is a cross-sectional view of the liquid crystal display panel of the present invention taken along the line II-II of FIG.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 서로 인접한 박막 트랜지스터를 확대한 도면,3 is an enlarged view of a thin film transistor adjacent to each other according to a first embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 제1실시예의 화소전극에 절개패턴이 형성된 실시예를 나타낸 도면,4 is a view showing an embodiment in which an incision pattern is formed in a pixel electrode of a first embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 배치도이다.5 is a layout view of a thin film transistor substrate according to a second exemplary embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *Explanation of Signs of Major Parts of Drawings
100 : 박막 트랜지스터 기판 120 : 게이트 전극100: thin film transistor substrate 120: gate electrode
122 : 게이트 라인 123 : 게이트 패드122: gate line 123: gate pad
161 : 드레인 전극 162 : 소스전극161: drain electrode 162: source electrode
163 : 데이터 라인 164 : 데이터 패드163: data line 164: data pad
180 : 화소전극 181 : 접촉구180
본 발명은, 박막 트랜지스터 기판 및 이를 포함하는 액정표시패널에 관한 것으로, 기생용량의 변동을 방지할 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 이를 포함하는 액정표시패널에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film transistor substrate and a liquid crystal display panel including the same, and to a thin film transistor substrate and a liquid crystal display panel including the same, which can prevent variations in parasitic capacitance.
액정표시패널(Liquid Crystal Display Panel)은 매트릭스(Matrix) 형태로 배열된 액정 셀들의 광 투과율을 화상 신호 정보에 따라 조절하여 원하는 화상을 표시하는 것이다. 액정표시패널은 박막 트랜지스터 기판과, 박막 트랜지스터 기판에 대향 되도록 상호 부착되며 컬러 필터, 블랙 매트릭스 및 공통전극을 포함하는 컬러 필터 기판과, 상기 박막 트랜지스터 기판과 상기 컬러 필터 기판 사이에 주입되는 액정을 포함한다.The liquid crystal display panel displays a desired image by adjusting the light transmittance of liquid crystal cells arranged in a matrix form according to image signal information. The liquid crystal display panel includes a thin film transistor substrate, a color filter substrate attached to each other so as to face the thin film transistor substrate, and including a color filter, a black matrix, and a common electrode, and a liquid crystal injected between the thin film transistor substrate and the color filter substrate. do.
일반적으로 박막 트랜지스터 기판(Thin Film Transistor; TFT)은 액정 표시장치(LCD; Liquid Crystal Display)나 유기 EL(Electro Luminescence) 표시 장치 등에서 각 화소를 독립적으로 구동하기 위한 회로 기판으로 소정의 패턴으로 형성된 게이트 배선과 데이터 배선을 포함한다. In general, a thin film transistor (TFT) is a circuit board for driving each pixel independently in a liquid crystal display (LCD) or an organic luminescence (EL) display, and is formed in a predetermined pattern. Wiring and data wiring.
여기서, 패턴을 형성하는 방법에는 전체영역에 대하여 하나의 마스크를 사용하여 노광하거나, 전체영역을 둘 이상의 노광영역(Shot)으로 나누어 분할 노광하는 방법이 있다. Here, a method of forming a pattern includes a method of exposing the entire area using one mask or by dividing the entire area into two or more exposure areas Shot.
그러나, 기판이 대형화 되면서 전자의 경우에는 정밀한 패턴형성이 어렵고, 후자의 경우에는 노광영역 사이에 장비의 기계적 정밀도의 차이로 인하여 오정렬(misalign)의 문제점이 발생한다. 즉, 패턴의 이동(Shift), 회전(Rotation) 및 비틀림(Distortion) 등의 왜곡이 발생하여 표시영역에서 전기적 특성이 서로 다른 부분이 발생하게 된다.However, as the substrate becomes larger, it is difficult to form a precise pattern in the former case, and in the latter case, a problem of misalignment occurs due to a difference in mechanical precision of the equipment between the exposure areas. That is, distortions such as shift, rotation, and distortion of the pattern are generated, resulting in portions having different electrical characteristics in the display area.
특히, 박막 트랜지스터의 소스전극과 게이트 전극의 중첩면적이 변하여 게이트 전극과 소스전극 사이에 기생용량이 변동되어 액정표시장치의 전기적 응답특성이 좋지않아 선잔상 또는 얼룩과 같은 불량이 발생하는 문제점이 있다.In particular, the overlapping area of the source electrode and the gate electrode of the thin film transistor is changed, so that the parasitic capacitance is changed between the gate electrode and the source electrode, so that the electrical response characteristics of the liquid crystal display are not good. .
따라서, 본 발명의 목적은, 기생용량의 변동을 방지할 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 이를 포함하는 액정표시패널을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a thin film transistor substrate capable of preventing variations in parasitic capacitance and a liquid crystal display panel including the same.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 상호 평행하게 배열되어 있고 서로 인접한 한쌍의 게이트 라인과; 한쌍의 게이트 라인과 절연교차하고 있는 데이터 라인과; 한쌍의 게이트 라인과 데이터 라인의 교차영역에 형성되어 있는 한쌍의 박막 트랜지스터; 및 한쌍의 게이트 라인 사이에 위치하며, 각 게이트 라인에 부속되어 상호 인접하여 대향 배치된 한쌍의 화소전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 기판에 의하여 달성된다.The object is, according to the present invention, a pair of gate lines arranged in parallel with each other and adjacent to each other; A data line insulated from the pair of gate lines; A pair of thin film transistors formed at the intersections of the pair of gate lines and data lines; And a pair of pixel electrodes positioned between the pair of gate lines and attached to each gate line so as to face each other.
여기서, 한쌍의 박막 트랜지스터는 U자형의 채널부를 갖는 것이 기생용량의 변동방지에 바람직하다. Here, it is preferable for the pair of thin film transistors to have a U-shaped channel portion to prevent variation of parasitic capacitance.
또한, 화소전극에는 소정의 패턴의 화소전극 절개패턴이 형성되어 있는 것이 시야각 향상을 위하여 바람직하다.In addition, it is preferable that a pixel electrode cutout pattern having a predetermined pattern is formed on the pixel electrode to improve the viewing angle.
본 발명의 목적은, 한쌍의 게이트 라인과 한쌍의 화소전극이 상호 교호적으로 배치되어 있으며, 화소전극과 연결되어 있으며 한쌍의 게이트 라인에 각각 부속되어 서로 인접하여 배치된 박막 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 기판에 의하여 달성된다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention includes a thin film transistor in which a pair of gate lines and a pair of pixel electrodes are alternately arranged, connected to the pixel electrodes, and attached to the pair of gate lines and disposed adjacent to each other. A thin film transistor substrate is used.
본 발명의 다른 목적은, 게이트 라인과; 게이트 라인과 절연교차하며 상호 인접한 한쌍의 데이터 라인과; 게이트 라인과 데이터 라인의 교차영역에 형성되며 ㄷ형상의 채널부를 갖는 한쌍의 박막 트랜지스터; 및 한쌍의 데이터 라인 사이에 위치하며, 각 데이터 라인에 부속되어 상호 인접하여 대향 배치된 한쌍의 화소전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 기판에 의하여 달성된다.Another object of the present invention, the gate line; A pair of data lines insulated from and intersecting the gate lines; A pair of thin film transistors formed in an intersection region of the gate line and the data line and having a c-shaped channel portion; And a pair of pixel electrodes positioned between the pair of data lines and attached to each data line so as to face each other.
본 발명의 다른 목적은, 한쌍의 데이터 라인과 한쌍의 화소전극이 상호 교호적으로 배치되어 있으며, 화소전극과 연결되어 있으며 한쌍의 데이터 라인에 각각 부속되어 서로 인접하여 배치된 박막 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 기판에 의하여 달성된다.It is another object of the present invention to include a thin film transistor in which a pair of data lines and a pair of pixel electrodes are alternately arranged, connected to the pixel electrodes, and attached to the pair of data lines and disposed adjacent to each other. It is achieved by a thin film transistor substrate characterized in that.
본 발명의 또 다른 목적은, 제 2 기판과; 상호 평행하게 배열되어 있는 한쌍의 게이트 라인과, 한쌍의 게이트 라인과 절연교차하고 있는 데이터 라인과, 한쌍의 게이트 라인 사이에 위치하며 각 게이트 라인에 부속되어 상호 인접하여 대향 배치된 한쌍의 화소전극 및 화소전극와 연결되어 있으며 한쌍의 게이트 라인과 데이터 라인의 교차영역에 형성되어 있는 박막 트랜지스터를 갖는 제 1 기판; 및 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널에 의하여 달성된다.Another object of the present invention, the second substrate; A pair of gate lines arranged in parallel with each other, a data line insulated from the pair of gate lines, a pair of pixel electrodes positioned between the pair of gate lines and attached to each gate line to be adjacent to each other, and A first substrate connected to the pixel electrode and having a thin film transistor formed at an intersection of a pair of gate lines and a data line; And a liquid crystal layer positioned between the first substrate and the second substrate.
여기서, 박막 트랜지스터는 U자형의 채널부를 갖는 것이 바람직하다. Here, the thin film transistor preferably has a U-shaped channel portion.
본 발명의 다른 목적은, 행렬 형태로 배열되어 있는 복수의 화소전극과; 복수의 화소전극 중 행방향 화소전극에 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트선과; 복수의 화소전극 중 열방향 화소전극에 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선; 및 게이트선 및 데이터선의 교차부근에 형성되고, 게이트선, 데이터선 및 화소전극에 각각 연결된 복수의 박막 트랜지스터를 포함하며, 상기 복수의 박막 트랜지스터 중에서 적어도 하나의 박막 트랜지스터는 행방향으로 인접한 제1박막 트랜지스터와 수직이등분선을 중심으로 제1박막 트랜지스터와 실질적으로 대칭인 형상을 가지고, 열방향으로 인접한 제2박막 트랜지스터와의 수직이등분선을 중심으로 제2박막 트랜지스터와 실질적으로 대칭인 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시패널에 의하여 달성된다.Another object of the invention is a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix form; A plurality of gate lines transferring a gate signal to a row direction pixel electrode among the plurality of pixel electrodes; A plurality of data lines transferring a data signal to column pixel electrodes of the plurality of pixel electrodes; And a plurality of thin film transistors formed near intersections of the gate lines and the data lines, and connected to the gate lines, the data lines, and the pixel electrodes, respectively, wherein at least one thin film transistor among the plurality of thin film transistors is adjacent to the first thin film. It has a shape substantially symmetrical with the first thin film transistor around the transistor and the vertical bisector, and has a shape substantially symmetrical with the second thin film transistor around the vertical bisector with the second thin film transistor adjacent in the column direction. Is achieved by a liquid crystal display panel.
여기서, 적어도 하나의 박막 트랜지스터는 말굽형상의 채널부를 갖는 것이 기생용량의 변동방지를 위하여 바람직하다.Here, it is preferable that at least one thin film transistor has a horseshoe-shaped channel portion in order to prevent variation of parasitic capacitance.
그리고, 말굽형상의 채널부는 소정의 열방향 또는 행방향으로 지나는 가상의 선을 중심으로 실질적으로 대칭인 것이 기생용량의 변동을 최소화하기에 바람직하다.In addition, it is preferable that the horseshoe-shaped channel portion be substantially symmetrical about a imaginary line passing in a predetermined column direction or row direction to minimize variation in parasitic capacitance.
이하에서는, 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판 및 이를 포함하는 액정표시패널에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a thin film transistor substrate and a liquid crystal display panel including the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 도 2는 본 발명에 의하여 제조된 액정표시패널의 단면도이다. 1 is a layout view of a thin film transistor substrate according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display panel manufactured according to the present invention.
액정표시패널(1)은 화소전극(180)을 포함하는 박막 트랜지스터 기판(100)(이 하, "제 1 기판"이라 정의한다)과 공통전극(250)을 포함하며 제 1 기판(100)에 대향하여 결합되어 있는 컬러필터 기판(200)(이하, "제 2 기판"이라 정의한다) 및 제 1 기판(100)과 제 2 기판(200) 사이에 위치하는 액정층(300)으로 이루어진다. The liquid
상기 충진된 액정은 광학적 이방성과 분극성질을 가지고 있어서, 서로 대향되는 두 전극에 전압을 인가하게 되면 발생된 전기장의 변화에 의하여 구동하게 된다. 즉, 액정에 인위적인 전기장을 인가하여 액정의 분자배열 방향을 제어하고, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율을 통해 화상을 형성하게 된다.The filled liquid crystal has optical anisotropy and polarization, and is driven by a change in electric field generated when a voltage is applied to two electrodes facing each other. That is, an artificial electric field is applied to the liquid crystal to control the direction of molecular arrangement of the liquid crystal, thereby forming an image through the light transmittance which varies.
먼저, 제 1 기판(100)에 대하여 설명한다. 제 1 기판(100)은 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 절연성 재질을 포함하여 만들어진 제 1 기판소재(110) 상에 복수의 게이트 배선(125) 및 복수의 데이터 배선(160)과, 게이트 배선(125) 및 데이터 배선(160)의 교차점에 형성된 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)(T)와, 박막 트랜지스터(T)와 연결된 화소전극(180)을 포함한다. First, the
이 박막 트랜지스터(T)를 통해 화소전극(180)과 후술할 제 2 기판(200)의 공통전극(250) 사이의 액정층(300)에 신호전압이 인가되며, 액정층(300)은 이 신호전압에 따라 정렬되어 광 투과율을 정하게 된다. A signal voltage is applied to the
게이트 배선(125)은 가로방향으로 뻗어 있는 복수의 게이트 라인(122), 게이트 라인(122)의 끝에 연결되어 있어 외부로부터의 게이트 신호를 인가 받아 게이트 라인(122)으로 전달하는 게이트 패드(123) 및 게이트 라인(122)의 일부이며 박막 트랜지스터의 일부인 게이트 전극(120)을 포함한다. 게이트 전극(120)은 게이트 라인(122)으로부터 폭이 증가된 형태로 분기되어 형성되어 있다.
The
게이트 라인(122)은 쌍을 이루며 상호 평행하게 배열되어 있으며, 상기 게이트 라인(122) 사이의 영역에는 후술할 화소전극(180)이 각 게이트 라인(122)에 부속되어 상호 대향 인접하여 배치되어 있다. 한쌍의 게이트 라인(122) 중 어느 하나는 다른 쌍의 게이트 라인(122) 중 어느 하나와 인접하여 평행하게 배열되어 있다. 그리고, 한쌍의 게이트 라인(122) 중 어느 하나와 인접한 다른 쌍의 게이트 라인(122) 사이의 영역에는 화소전극(180)이 형성되어 있지 않는다. 즉, 한쌍의 게이트 라인(122)과 상기 한쌍의 게이트 라인(122) 사이에 위치하는 한쌍의 화소전극(180)이 반복하여 배치되어 있다.The
데이터 배선(160)은 세로방향으로 뻗어 있는 데이터 라인(163)과 데이터 라인(163)의 한쪽 끝에 연결되어 있으며 외부로부터 화상신호를 인가 받는 데이터 패드(164), 데이터 라인(163)으로부터 분기된 드레인 전극(161), 드레인 전극(161)의 반대쪽에 대향하여 위치하는 소스 전극(162)을 갖는다.The
여기서, 드레인 전극(161)은 데이터 라인(163)으로부터 U자형으로 분기되어 있으며, 드레인 전극(161) 안쪽에는 소스전극(162)이 위치한다. 드레인 전극(161)과 소스전극(162)은 상술한 게이트 전극(120) 위에 형성되어 후술할 박막 트랜지스터(T)를 형성한다.Here, the
데이터 배선(160)은 상술한 게이트 배선(125)과 절연교차하여 배치되면서 화소영역을 정의한다. 상기 화소영역에는 한쌍의 화소전극이 상호 대향 배치되어 있다. 즉, 평행하게 배열되어 있는 한쌍의 게이트 라인(122)과 상기 한쌍의 게이트 라인(122)와 절연교차하는 인접한 두개의 데이터 라인(163)에 의하여 화소영역이 정의 되고, 상기 화소영역에는 한쌍의 화소전극(180)이 위치하고 있다. 상기 화소전극(180)은 각 게이트 라인(122)에 부속되어 상호 인접하여 대향 배치되어 있다.The
박막 트랜지스터(T)는 게이트 전극(120), 게이트 절연막(130), 반도체층(140), 저항성 접촉층(151, 152), 소스전극(162) 및 드레인 전극(161)을 포함한다. The thin film transistor T includes a
게이트 절연막(130)은 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등의 절연물질로 이루어지며 게이트 라인(122) 및 게이트 전극(120)이 형성된 제 1 기판(100)의 전면에 적층되어 있다. 그리고, 게이트 전극(120)이 위치한 게이트 절연막(130) 상에는 비정질 실리콘으로 이루어진 반도체층(140)과 n형 불순물이 고농도 도핑된 n+ 수소화 비정질 실리콘으로 이루어진 저항성 접촉층(151, 152)이 순차적으로 형성되어 있다. 여기서, 저항성 접촉층(151, 152)은 게이트 전극(120)을 중심으로 양쪽이 분리되어 있다. 또한, 전술한 실시예와 달리, 반도체층(140)은 폴리 실리콘으로 형성할 수도 있음은 물론이다. The
데이터 라인(163)과 데이터 라인(163)에서 분기된 드레인 전극(161) 및 소스전극(162)은 저항성 접촉층(151, 152) 상에 형성된다. 드레인 전극(161)은 데이터 라인(163)에서 U자형으로 분기되어 있으며, 드레인 전극(161) 안쪽에는 소스전극(162)가 위치하여 U차형의 채널부를 형성하고 있다.The
여기서, 게이트 라인(122), 게이트 전극(120), 데이터 라인(163), 소스전극(162) 및 드레인 전극(161) 등을 포함하는 각 배선은 금속 또는 합금의 단일층으로 이루어져 있다. 그러나, 각 금속 또는 합금의 단점을 보완하고 원하는 물성을 얻기 위하여 다중층으로 형성하는 경우가 많다. 일예를 들면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 하부층으로 사용하고 크롬이나 몰리브덴을 상부층으로 사용하는 것이다. 이는 하부층에는 배선저항에 의한 신호저항을 막기 위해 비저항이 작은 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하고, 상부층에는 화학약품에 의한 내식성이 약하며 쉽게 산화되어 단선이 발생되는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 단점을 보완하기 위해 화학약품에 대한 내식성이 강한 크롬이나 몰리브덴을 상부층으로 형성하는 것이다. 근래에는 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄, 텅스텐 등이 배선재료로 각광받고 있으며, 대부분 다중층으로 사용되고 있다. Here, each wiring including the
보호막(170)은 질화규소(SiNx), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)방법에 의하여 증착된 a-Si:C:O 막 또는 a-Si:C:F 막(저유전율 CVD 막) 및 아크릴계 유기막 등으로 이루어진다. 보호막(170)에는 박막 트랜지스터(T)의 소스전극(162)을 노출시키기 위한 접촉구(181)가 형성되어 있다. The
보호막(170) 및 접촉구(181) 상에는 화소전극(180)이 형성된다. 화소전극(180)은 접촉구(181)을 통해 소스전극(162)에 접촉되며, 이에 의해 박막 트랜지스터(T)와 화소전극(180)이 전기적으로 연결된다. 화소전극(180)은 반사형 액정 표시 패널의 경우에는 알루미늄(Al)이나 은(Ag)과 같은 고반사율을 갖는 반사 도전막으로 형성되며, 투과형 액정 표시 패널의 경우에는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명 도전막으로 형성된다. 반사-투과형 액정 표시 패널의 경우에는 화소전극(180)이 상기한 투명 도전막 및 반사 도전막이 적층된 구조로 형성된다.The
여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, 화소전극에는 소정 형상의 화소전극 절개패 턴(185, 186)이 형성되어 있을 수 있다. 상기 절개패턴에 의하여 서로 다른 배향의 액정층으로 나누어져 광시야각을 구현할 수 있게 된다. 또한, 도시하지는 않았으나, 화소전극을 메인화소구역과 서브화소구역으로 이루어진 다중영역(multi-domain)으로 분리하여, 메인화소구역은 드레인 전극과 접촉구를 통하여 연결시키고, 서브화소구역은 보호막을 사이에 두고 상기 드레인 전극과 겹치도록 하여, 상기 보호막에 용량(capacity)이 형성되도록 할 수 있다. 이에 의해, 시인성이 향상된다.As shown in FIG. 4, the pixel
제 2 실시예로, 도5에 도시된 바와 같이, 한쌍의 데이터 라인과 한쌍의 화소전극을 상호 교호적으로 배치한다. 그리고, 상기 데이터 라인과 게이트 라인의 교차영역에 ㄷ 자 형상의 채널부를 갖도록 박막 트랜지터를 형성한다. 상기 박막 트랜지스터는 각각의 데이터 라인에 부속되어 인접하여 배치되어 있다. In the second embodiment, as shown in Fig. 5, a pair of data lines and a pair of pixel electrodes are alternately arranged. A thin film transistor is formed to have a c-shaped channel portion at the intersection of the data line and the gate line. The thin film transistors are disposed adjacent to each data line.
즉, 게이트 라인과, 게이트 라인과 절연교차하며 상호 인접한 한쌍의 데이터 라인과, 게이트 라인과 데이터 라인의 교차영역에 형성되며 ㄷ형상의 채널부를 갖는 한쌍의 박막 트랜지스터 및 한쌍의 데이터 라인 사이에 위치하며 각 데이터 라인에 부속되어 상호 인접하여 대향 배치된 한쌍의 화소전극을 포함하도록 배치된 박막 트랜지스터 기판을 제작하여 기생용량의 변동을 방지할 수 있다. 제2실시에 의하여 기생용량의 변동이 방지되는 원리는 이하 후술하는 제1실시예의 기생용량 변동 방지원리를 설명하는 부분에서 구체적으로 설명하기로 한다.That is, it is located between a pair of thin film transistors and a pair of data lines having a c-shaped channel portion formed at an intersection of the gate line, the pair of data lines that are insulated from and intersecting the gate lines, and intersected with each other. A parasitic capacitance can be prevented by fabricating a thin film transistor substrate attached to each data line and including a pair of pixel electrodes disposed to face each other. The principle of preventing the variation of the parasitic capacitance by the second embodiment will be described in detail in the following description of the principle of preventing the parasitic capacitance variation of the first embodiment.
다음, 제 2 기판(200)에 대하여 설명하면, 제 1 기판(100)과 마찬가지로, 제 2 기판(200)은 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 절연성 재질을 포함하여 만 들어진 제 2 기판소재(210) 상에 적색, 녹색 및 청색 또는 청록색, 자홍색 및 노란색의 3원색을 갖는 컬러필터(220)와 컬러필터(220) 사이의 영역에 형성된 블랙 매트릭스(230)와, 블랙 매트릭스(230) 및 컬러필터(220) 상에 형성된 공통전극(250)으로 이루어져 있다.Next, the
그리고, 블랙 매트릭스(230) 및 컬러필터(220)와 공통전극(250) 사이에 오버코트층(240)이 포함될 수 있다. In addition, an
블랙 매트릭스(230)는 적색, 녹색 및 청색(RGB)의 3원색 또는 청록색, 자홍색 및 노랑색의 3원색을 갖는 컬러필터(220)의 색 사이를 구분하여 인접한 화소 사이의 빛샘 현상을 막고, 박막 트랜지스터(T)에 빛이 입사되는 것을 막아 화질의 불량을 방지한다. 이러한 블랙 매트릭스(230)는 크롬, 크롬 옥사이드 및 크롬 나이트라이드 등의 단일 또는 이들이 조합된 다중의 금속층으로 만들어 지거나, 빛을 차단하기 위해 검은색 계통의 안료가 첨가된 감광성 유기물질로 만들 수 있다. 여기서, 검은색 계통의 안료로는 카본블랙이나 티타늄 옥사이드 등을 사용할 수 있다. The
컬러필터(220)는 블랙 매트릭스(230)를 경계로 하여 적색, 녹색 및 청색 또는 청록색, 자홍색 및 노랑색이 반복되어 형성되며, 백라이트 유닛(미도시)로부터 조사되어 액정층(300)을 통과한 빛에 색상을 부여하는 역할을 한다. 컬러필터(220)도 블랙 매트릭스와 같이 감광성 유기물질로 이루어질 수 있다.The
오버코트층(240)은 컬러필터(220)를 보호하고, 제 2 기판(200)을 평탄화 하며, 주로 아크릴계 에폭시 재료를 이용하여 만들어진다. The
공통전극(250)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투 명한 도전성 물질로 이루어진다. 이러한 공통전극(250)은 제 1 기판(100)의 화소전극(180)과 함께 액정층(300)에 직접 신호전압을 인가하게 된다. The
본 발명에 의하여 마련된 제 1 기판(100)과 제 2 기판(200)은 실런트(미도시)를 이용하여 상호 결합된다. 그리고, 양 기판(100, 200) 사이의 공간에 진공주입 방법으로 액정을 주입하여 액정층(300)을 형성할 수도 있고, 액정 적하 방식을 통해 액정층(300)을 형성할 수도 있다.The
여기서, 도 2와 도3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터(T)의 응답특성에 대하여 설명한다. 일반적으로 박막 트랜지스터(T)는 드레인 전극(162)과 소스전극(162) 사이에 존재하는 U자형 또는 말굽형상의 채널부 폭과 길이에 따라 동작특성이 달라진다. 특히, 도 2에 도시된 바와 같이, 소스전극(162)과 게이트 전극(120) 사이의 겹치는 영역에 의하여 발생하는 기생용량인 Cgs의 변동량에 의하여 응답특성이 달라 얼룩이나 잔상을 발생시키는 문제점이 있다.Here, the response characteristics of the thin film transistor T according to the exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. In general, the thin film transistor T may have different operating characteristics depending on the width and length of the U-shaped or horseshoe-shaped channel portion existing between the
상기 Cgs 값은 이하 식 (1)에 의하여 계산될 수 있다.The C gs value can be calculated by the following equation (1).
Cgs = ε(Ags/dgs) ------ (1)C gs = ε (A gs / d gs ) ------ (1)
이때, 상기 Ags는 상기 게이트 전극(120)과 소스전극(162)이 겹치는 면적을 나타내고, 상기 dgs는 상기 게이트 전극(120)과 소스전극(162)간의 거리이며 ε는 게이트 절연막 유전율을 의미한다. 따라서, 게이트 전극(120)과 소스전극(161)의 겹침 면적이 작을수록 바람직한 구성임을 알 수 있다.
In this case, A gs represents an area where the
또한, 상기 Cgs는 교류로 구동하는 기판에서 액정을 열화시키고, 잔상을 유발하는 주된 원인인 직류성분의 오프셋 전압(ΔVp)과 관련을 가지고 있다.In addition, the C gs is related to the offset voltage (ΔV p ) of the DC component, which is the main cause of deterioration of the liquid crystal and the afterimage, in a substrate driven by alternating current.
상기 Cgs는 ΔVp와 관계는 이하 식 (2)에 의해 알 수 있다.Said C gs is related to (DELTA) V p can be understood by following formula (2).
ΔVp = (Cgs/CLC + CST + Cgs) ΔVp [ΔVg = ΔVGH - ΔVGL] ------ (2)ΔV p = (C gs / C LC + C ST + C gs ) ΔV p [ΔV g = ΔV GH -ΔV GL ] ------ (2)
전술한 식에서 VGH 는 게이트 배선(125)에 걸리는 신호전압의 최고치이며, 전압 VGL은 게이트 배선(125)에 걸리는 전압의 최저치이고, 전압 Vg 는 게이트 전극(120)에 걸리는 전압이고, 상기 CLC + CST + Cgs는 전체 용량으로서 CT
로 나타낼 수 있다. 이때, 상기 Cgs는 게이트 전극(120)과 소스전극(162) 간의 기생용량이며, 상기 CST 는 스토리지 커패시터 보조용량이고, 상기 CLC 는 액정용량을 나타낸다.In the above formula, V GH is the highest value of the signal voltage applied to the
상기 식 (2)에 의해 상기 오프셋 전압값(ΔVp)은 상기 게이트 전극(120)과 소스전극(161) 사이에 발생하는 Cgs값에 비례함을 알 수 있다. 따라서, Cgs값이 작을수록 기판의 동작특성에 바람직하다. 도 2에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터(T)의 구성상 상기 Cgs값은 항상 존재하게 되므로, Cgs값을 최소화 시키거나, 변동되지 않도록 하는 것이 바람직하다.It can be seen from Equation (2) that the offset voltage value ΔV p is proportional to the C gs value generated between the
그러나, 기판이 대형화 되면서 영역을 나누어 분할노광을 하고, 기판에 소스전극(162)의 패턴을 형성할 때, 각 영역별로 패턴의 상하, 좌우 변동(Shift) 등의 오정열(misalignment)이 발생한다. 이로 인하여, 각 영역별 Cgs값이 다르게 되고, 결과적으로 ΔVp값의 분포도 각 영역별로 차이가 생기게 된다. 그래서, 국부적 플리커(Flicker) 악화 등과 같은 화질 저하를 야기하게 된다. 결국, 이로 인하여 화면에 잔상 또는 화소간의 불균일이 발생하게 된다. However, when the substrate is enlarged, the divided exposure is divided into regions, and when the pattern of the
그래서, 본 발명에서는 Cgs값을 일정하게 유지하도록 박막 트랜지스터 기판의 배치구조를 개선하였다. 즉, 본 발명의 배치구조에 의하면, 영역별로 분할노광하여 패턴을 형성한다 하더라도, U자형 또는 말굽형상의 채널부를 갖는 박막 트랜지스터의 경우, 소스전극(162)이 좌우로 변동된다 하더라도 게이트 전극(120)과 소스전극(162)이 겹치는 면적에는 차이가 없다. 그러므로, 패턴의 좌우 변동에 따른 기생용량의 변동을 없앨 수 있다.Therefore, in the present invention, the arrangement of the thin film transistor substrate is improved to maintain the C gs value constant. In other words, according to the arrangement of the present invention, even when the divided exposure is performed for each region to form a pattern, in the case of a thin film transistor having a U-shaped or horseshoe-shaped channel portion, even if the
소스전극(162)의 패턴이 상부로 변동되는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 박막 트랜지스터(T)의 소스전극(162)이 게이트 전극(120)과 겹치는 면적은 a1으로 종래의 겹침면적에 비하여 작아지고, 상기 박막 트랜지스터(T)와 인접한 다른 박막 트랜지스터(T)의 겹치는 면적은 a2로 종래의 겹침면적과 비교하여 증가되어 각 화소영역의 Cgs값이 변동되게 된다. 그러나, 본 발명에 따른 배치구조에 의하면, 인접한 두 박막 트랜지스터(T)의 Cgs값의 변동량은 서로 보상되어 0이 되게 된다. When the pattern of the
이와 같은 원리에 의하여 기판의 전체적인 Cgs값의 변동량을 최소화 할 수 있게 된다. 즉, 대형기판을 4 영역으로 분할하여 노광한 경우, 각 영역에서의 전체적인 Cgs값의 변동량이 0이 되어, 전체 기판에서의 Cgs값의 변동량 또한 0이 되게 된다.By this principle it is possible to minimize the amount of change in the overall C gs value of the substrate. In other words, when the large-sized substrate is divided into four regions and exposed, the amount of change in the overall C gs value in each region becomes zero, and the amount of change in the C gs value in the entire substrate also becomes zero.
더욱 구체적으로, 소스전극(162)이 상측으로 이동하면 'U' 형상의 박막 트랜지스터(T)의 Cgs값이 감소되나, '∩' 형상의 박막 트랜지스터(T)의 Cgs값은 증가하여 상호 보완된다. 또한, 소스전극(162)이 하측으로 이동하면 'U' 형상의 박막 트랜지스터(T)의 Cgs값이 증가되나, '∩' 형상의 박막 트랜지스터(T)의 Cgs값은 감소하여 상호 보완된다.And more specifically, a
따라서, 전체적으로 볼 때, Cgs값의 변동이 없어, ΔVp값이 일정하게 되어 잔상이나 얼룩과 같은 불량을 감소시킬 수 있다. 또한, 전체적으로 인접한 화소영역의 휘도차가 상호 보상되게 된다. Therefore, as a whole, there is no change in the C gs value, and the ΔV p value becomes constant, thereby reducing defects such as afterimages and stains. In addition, the luminance difference of the entire adjacent pixel areas is mutually compensated.
도3에서, 상부의 박막 트랜지스터를 제1박막 트랜지스터라고 칭하고, 하부의 박막 트랜지스터를 제2박막 트랜지스터라고 할 때, 제2박막 트랜지스터는 상기 제1박막 트랜지스터와 수직이등분선을 중심으로 대칭형상을 이루고 있다.In FIG. 3, when the upper thin film transistor is referred to as a first thin film transistor and the lower thin film transistor is referred to as a second thin film transistor, the second thin film transistor is symmetrical with respect to the first thin film transistor with respect to the vertical bisector. .
제2실시예에 따라, 도5에 도시된 ㄷ자형 또는 발굽형상의 채널부를 갖는 박막 트랜지스터의 경우, 소스전극(162)이 상하로 변동된다 하더라도 게이트 전극(120)과 소스전극(162)이 겹치는 면적에는 차이가 없다. 그러므로, 패턴의 상하 변동에 따른 기생용량의 변동을 없앨 수 있다.According to the second embodiment, in the case of the thin film transistor having a U-shaped or hoof-shaped channel portion shown in FIG. 5, the
소스전극(162)의 패턴이 좌우 중 어느 한쪽으로 변동된다 하더라도, 상술한 원리와 동일하게, 인접한 박막 트랜지스터 사이에 겹칩면적의 변동이 전체적으로 없게 되어 Cgs값의 변동량은 0이 되게 된다.Even if the pattern of the
더욱 구체적으로, 소스전극(162)이 좌측으로 이동하면 '(' 형상의 박막 트랜지스터(T)의 Cgs값이 감소되나, 'ㄷ' 형상의 박막 트랜지스터(T)의 Cgs값은 증가하여 상호 보완된다. 또한, 소스전극(162)이 우측으로 이동하면 '(' 형상의 박막 트랜지스터(T)의 Cgs값이 증가되나, 'ㄷ' 형상의 박막 트랜지스터(T)의 Cgs값은 감소하여 상호 보완된다.And more specifically, a
도5에서, 열방향으로 서로 인접한 박막 트랜지스터는 수직이등분선을 중심으로 서로 대칭형상을 이루고 있다.In Fig. 5, the thin film transistors adjacent to each other in the column direction are symmetrical with respect to the vertical bisector.
따라서, 제1실시예와 유사하게, 전체적으로 Cgs값의 변동이 없어, ΔVp값이 일정하게 되어 잔상이나 얼룩과 같은 불량을 감소시킬 수 있다. 또한, 전체적으로 인접한 화소영역의 휘도차가 상호 보상되게 된다. Therefore, similarly to the first embodiment, there is no change in the C gs value as a whole, and the ΔV p value becomes constant, thereby reducing defects such as afterimages and stains. In addition, the luminance difference of the entire adjacent pixel areas is mutually compensated.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 기생용량의 변동을 방지할 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 액정표시패널을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, a thin film transistor substrate and a liquid crystal display panel capable of preventing variations in parasitic capacitance can be provided.
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KR1020050007481A KR20060086623A (en) | 2005-01-27 | 2005-01-27 | Thin film transistor substrate and liquid crystal display panel comprising the same |
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Cited By (1)
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WO2014113983A1 (en) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Texas Instruments Incorporated | Capacitive single layer multi-touch panel having improved response characteristics |
-
2005
- 2005-01-27 KR KR1020050007481A patent/KR20060086623A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2014113983A1 (en) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Texas Instruments Incorporated | Capacitive single layer multi-touch panel having improved response characteristics |
US10719181B2 (en) | 2013-01-28 | 2020-07-21 | Texas Instruments Incorporated | Capacitive single layer multi-touch panel having improved response characteristics |
US11294517B2 (en) | 2013-01-28 | 2022-04-05 | Texas Instruments Incorporated | Capacitive single layer multi-touch panel having improved response characteristics |
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