KR20060120917A - 어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널 - Google Patents

어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널 Download PDF

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Abstract

영상의 표시품질을 향상시키기 위한 어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널이 개시된다. 어레이 기판은 스위칭 소자, 화소전극 및 쉴드배선을 포함한다. 스위칭 소자는 서로 인접하는 데이터 배선들 및 서로 인접하는 게이트 배선들에 의해 정의된 화소영역에 형성된다. 화소전극은 화소영역에 형성되고, 스위칭 소자와 전기적으로 연결된다. 쉴드배선은 화소전극과 동일층에 형성되면서 데이터 배선들 및 게이트 배선들을 커버하고, 데이터 배선 및 게이트 배선이 교차하는 영역에 대응하여 확장된 사이즈를 갖도록 형성된다. 이와 같이, 쉴드배선 중 교차되는 부분을 보강하여 쉴드배선의 단선을 방지함으로써, 표시패널의 표시품질을 보다 향상시킬 수 있다.
쉴드배선, 쉴드 보강부, 화소전극, 쇼트 방지부

Description

어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널{ARRAY SUBSTRATE AND DISPLAY PANEL HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 표시패널 중 단위화소를 발췌해서 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I'라인을 따라서 절단한 단면도이다.
도 4는 도 1의 표시패널 중 화소전극 및 쉴드배선을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 'A'부분을 확대해서 도시한 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 제1 기판 GL : 게이트 배선
DL : 게이트 배선 120 : 스토리지 전극
130 : 게이트 절연막 140 : 박막 트랜지스터
150 : 보호막 160 : 화소전극
162 : 도메인 분할홈 164 : 쇼트 방지부
170 : 쉴드배선 176 : 쉴드 보강부
200 : 제2 기판 220 : 차광막
230 : 컬러필터 240 : 공통전극
300 : 액정층
본 발명은 어레이기판 및 이를 갖는 표시패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상의 표시품질을 향상시킨 어레이기판 및 이를 갖는 표시 패널에 관한 것이다.
대표적인 평판 표시장치인 액정 표시장치(liquid crystal display)는 액정(liquid crystal)을 이용하여 영상을 표시한다. 상기 액정 표시장치는 다른 표시장치에 비해 두께가 얇고 무게가 가벼우며, 소비전력이 적고, 낮은 구동전압을 갖는 장점을 갖는다.
상기 액정 표시장치(liquid crystal display)는 액정의 광 투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시패널(liquid crystal display panel)과, 상기 액정 표시패널의 하부에 배치되어 상기 액정 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리(back-light assembly)를 포함한다.
상기 액정 표시패널은 스위칭(switching) 소자인 박막 트랜지스터(thin film transistor)가 형성된 제1 기판과, 상기 제1 기판과 마주보며 배치되고, 컬러필터가 형성된 제2 기판과, 상기 제1 및 제2 기판 사이에 개재된 액정층을 구비한다.
상기 제1 기판은 서로 교차하는 데이터 및 게이트 배선과, 상기 박막 트랜지스터 및 화소전극을 구비한다. 상기 데이터 배선 및 게이트 배선은 데이터 및 게이트 신호를 상기 박막 트랜지스터로 인가하여 상기 박막 트랜지스터를 구동시키고, 구동된 상기 박막 트랜지스터는 상기 화소전극으로 구동신호를 인가하여 액정의 투과율을 변화시킨다.
그러나, 상기 데이터 배선으로 데이터 신호가 인가될 때, 상기 데이터 배선 및 화소전극 사이에는 전기장이 발생되어 상기 액정의 배열이 변경시키고, 상기 배열이 변경된 액정은 상기 백라이트 어셈블리에서 발생된 광이 새어 외부로 방출되는 빛샘 현상을 발생시킨다.
따라서, 상기 빛샘 현상을 방지하기 위해 상기 제1 기판에는 상기 데이터 배선의 상부에 쉴드배선(shield line)이 형성된다. 즉, 상기 데이터 배선으로 데이터 신호가 인가될 때, 상기 데이터 배선 및 쉴드배선 사이에 전기장이 발생되어, 상기 데이터 배선 및 화소전극 사이에의 전기장의 발생을 억제한다.
상기 쉴드배선은 일반적으로 마스크에 의해 패터닝(patterning)되어 상기 화소전극과 동시에 형성되고, 상기 화소전극과 소정거리 이격되어 상기 데이터 및 게이트 배선의 상부에 형성된다. 즉, 상기 쉴드배선은 서로 교차되어 상기 데이터 및 게이트 배선의 상부에 형성된다.
그러나, 상기 쉴드배선 중 교차된 지점은 상기 마스크에 의해 패터닝될 때, 노광량 및 포커싱(focusing)의 오류로 인해 쉽게 단선되는 문제점이 있고, 상기 쉴드배선이 단선될 경우, 상기 데이터 배선 및 쉴드배선 사이에 전기장을 발생시켜 빛샘 현상을 일으키고, 그에 따라 영상의 표시품질이 저하되는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으 로, 본 발명의 목적은 쉴드배선 중 교차지점에서의 단선을 방지하여 영상의 표시품질을 향상시키기 위한 어레이 기판을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 어레이 기판을 구비하는 표시패널을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 일 실시예에 따른 어레이 기판은 스위칭 소자, 화소전극 및 쉴드배선을 포함한다. 상기 스위칭 소자는 서로 인접하는 데이터 배선들 및 서로 인접하는 게이트 배선들에 의해 정의된 화소영역에 형성된다. 상기 화소전극은 상기 화소영역에 형성되고, 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된다. 상기 쉴드배선은 상기 화소전극과 동일층에 형성되면서 상기 데이터 배선들 및 게이트 배선들을 커버하고, 상기 데이터 배선 및 게이트 배선이 교차하는 영역에 대응하여 확장된 사이즈를 갖도록 형성된다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 일 실시예에 따른 표시패널은 제1 기판, 제2 기판 및 액정층을 포함한다. 상기 제1 기판은 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소전극과, 상기 화소전극과 동시에 형성되고, 교차되는 부분을 보강한 쉴드배선을 포함한다. 상기 제2 기판은 상기 제1 기판과 대향하여 배치된다. 상기 액정층은 상기 제1 및 제2 기판 사이에 개재된다.
이러한 어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널에 의하면, 쉴드배선의 교차되는 부분을 보강하여, 마스크에 의한 패터닝시 쉴드배선이 단선되는 것을 방지함으로써 표시패널의 표시품질을 보다 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 표시패널 중 단위화소를 발췌해서 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 I-I'라인을 따라서 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 표시패널은 제1 기판(100), 제2 기판(200) 및 액정층(300)을 포함하고, 광을 이용하여 영상을 표시한다.
상기 제1 기판(100)은 제1 투명기판(110), 데이터 배선(DL), 게이트 배선(GL), 스토리지 전극(120), 게이트 절연막(130), 박막 트랜지스터(140), 보호막(150), 화소전극(160), 쉴드배선(170) 및 제1 배향막(180)을 포함한다.
상기 제1 투명기판(110)은 플레이트 형상을 갖고, 투명한 물질, 일례로 유리 또는 석영 등으로 이루어진다. 상기 제1 투명기판(110) 상에는 상기 게이트 배선(GL)이 제1 방향으로 복수개가 병렬로 형성된다.
상기 스토리지 전극(120)은 상기 게이트 배선(GL)이 형성될 때 동시에 형성되며, 상기 게이트 배선(GL)과 동일한 방향인 제1 방향으로 형성된다. 상기 스토리지 전극(120)은 상기 화소전극(160) 사이에 전기장을 발생시켜, 상기 화소전극에 인가된 전압을 유지시킨다.
상기 게이트 절연막(130)은 상기 게이트 배선(GL) 및 스토리지 전극(120)을 덥도록 상기 제1 투명기판(110) 상에 형성된다.
상기 박막 트랜지스터(140)는 게이트 전극(G), 소스 전극(S), 드레인 전극 (D) 및 채널층(C)을 포함한다.
상기 게이트 전극(G)은 상기 게이트 배선(GL)으로부터 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 소정의 거리 연장되어 형성된다. 상기 게이트 전극(G)의 상부는 상기 게이트 절연막(130)이 형성되고, 상기 게이트 절연막(130)의 상부에는 상기 게이트 전극(G)을 가로지르도록 상기 채널층(C)이 형성된다. 상기 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)은 상기 채널층(C)의 상부에 소정 거리 이격되어 형성된다.
상기 데이터 배선(DL)은 상기 게이트 절연막(130)의 상부에 상기 제2 방향으로 병렬로 복수개가 형성되고, 상기 소스 전극(S)은 상기 데이터 배선(DL)으로부터 상기 제1 방향으로 소정의 거리 연장되어 형성된다. 상기 드레인 전극(D)은 예를 들어 'L'자 형상으로 상기 스토리지 전극(120)의 상부까지 연장된다. 이때, 상기 데이터 배선(DL), 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)은 동시에 형성된다.
상기 보호막(150)은 상기 박막 트랜지스터(140) 및 데이터 배선(DL)을 덮도록 상기 게이트 절연막(130) 상에 형성된다. 상기 보호막(150)은 일례로 유기 절연막이며, 상기 게이트 절연막(130) 보다 두껍게 형성되어, 상기 보호막(150)의 표면이 평탄하게 형성되는 것이 바람직하다. 상기 보호막(150)은 상기 화소전극(160) 및 드레인 전극(D)을 전기적으로 연결시키기 위한 콘택홀(152)을 포함한다.
상기 화소전극(160)은 상기 보호막(150) 상에 형성되고, 상기 데이터 배선들 및 게이트 배선들이 서로 교차함에 따라 정의되는 화소영역 상에 형성된다. 상기 화소전극(160)은 상기 콘택홀(152)을 통해 상기 드레인 전극(D)과 전기적으로 연결되고, 상기 드레인 전극(D)으로 구동전압을 인가 받는다.
상기 화소전극(160)은 투명하면서 도전성인 산화주석인듐 박막(Indium Tin Oxide film, ITO), 산화아연인듐 박막(Indium Zinc Oxide film, IZO), 아몰퍼스 산화주석인듐 박막(amorphous Indium Tin Oxide film, a-ITO) 등을 사진-식각 공정에 의하여 패터닝(patterning)되어 형성된다.
상기 화소전극(160)은 상기 화소전극(160)의 일부를 제거하여 형성한 도메인 분할홈(162)을 포함한다. 상기 도메인 분할홈(162)은 일례로, 상기 제2 방향으로의 중심을 기준으로 대칭적으로 'V'자 형상을 갖도록 형성된다. 상기 도메인 분할홈(162)은 상기 화소전극(160)과 상기 제2 기판(200)의 공통전극(240) 사이에 전기장이 발생될 때, 상기 전기장의 각도를 상기 제1 투평기판(110)에 대하여 경사지게 형성시킴으로써, 상기 표시장치의 시야각을 향상시킬 수 있다.
상기 쉴드배선(170)은 상기 보호막(150) 상에 상기 화소전극(160)과 동시에 형성되며, 상기 화소전극(160)과 소정거리 이격되어 형성된다. 즉, 상기 쉴드배선(170)은 상기 데이터 배선(DL)들 및 게이트 배선(GL)들의 상부에 교차되도록 배치된다. 상기 쉴드배선(170)이 마스크에 의해 패터닝되어 형성될 때, 상기 쉴드배선(170)의 교차되는 부분이 단선되는 것을 방지하기 위해 상기 교차되는 부분은 소정의 두께로 보강된다. 상기 쉴드배선(170)은 상기 화소전극(160)과 동일한 물질로 이루어진다.
상기 쉴드배선(170)으로는 일례로, 상기 화소전극과 다른 전압 즉, 상기 공통전극(240)과 동일한 공통전압이 인가된다. 이와 같이, 상기 쉴드배선(170)으로 상기 공통전압이 인가됨에 따라, 상기 데이터 배선(DL)으로 데이터 신호가 인가될 때, 상기 데이터 배선(DL) 및 쉴드배선(170) 사이에 전기장이 발생된다. 그 결과 상기 데이터 배선(DL) 및 화소전극(160) 사이에서 전기장이 발생되는 것을 억제할 수 있다.
상기 제1 배향막(180)은 상기 화소전극(160) 및 상기 쉴드배선(170)을 덮도록 상기 보호막(150) 상에 형성된다. 상기 제1 배향막(180)은 상기 액정층(300)에 내의 액정들이 일정한 방향으로 배열하기 위한 복수의 제1 배향홈(미도시)들을 포함한다.
상기 제2 기판(200)은 상기 제1 기판(100)과 대향하도록 배치되며, 제2 투명기판(210), 차광막(220), 컬러필터(230), 공통전극(240) 및 제2 배향막(250)을 포함한다.
상기 제2 투명기판(210)은 상기 제1 투명기판(110)과 동일하게 투명한 물질, 일례로 유리 및 석영으로 이루어지며, 상기 제1 투명기판(110)보다는 작은 면적을 갖는 것이 바람직하다.
상기 차광막(220)은 상기 제2 투명기판(210) 상에 배치되며, 상기 박막 트랜지스터(140), 데이터 배선(DL) 및 게이트 배선(GL)과 대응되는 위치에 형성된다. 상기 차광막은 광의 경로를 차단하여 상기 박막 트랜지스터(140), 데이터 배선(DL) 및 게이트 배선(GL)이 외부에서 보이지 않도록 차단한다.
상기 컬러필터(230)는 상기 제2 투명기판(210) 상에 배치되며, 상기 화소전극(160)과 대응되는 위치에 형성된다. 상기 컬러필터(230)는 바람직하게 상기 차광막(220)의 일부를 덮는 것이 바람직하다.
상기 컬러필터(230)는 일례로, 백색광 중 적색광을 선택적으로 통과시키는 적색 컬러필터, 백색광 중 녹색광을 선택적으로 통과시키는 녹색 컬러필터 및 백색광 중 청색광을 선택적으로 통과시키는 청색 컬러필터들을 포함한다.
상기 공통전극(240)은 상기 차광막(220) 및 컬러필터(230)의 상부의 전면에 형성된다. 상기 공통전극(240)은 외부의 전압 발생장치(미도시)에서 상기 쉴드배선(170)과 동일한 공통전압을 인가 받는다. 상기 공통전극(240)은 상기 화소전극(160)과 동일하게 동일한 물질, 즉 투명하면서 도전성인 산화주석인듐(ITO), 산화아연인듐(IZO), 아몰퍼스 산화주석인듐(a-ITO) 등으로 이루어진다.
상기 제2 배향막(250)은 상기 공통전극 상에 형성되며, 상기 액정층(300)에 내의 액정들이 일정한 방향으로 배열하기 위한 복수의 제2 배향홈(미도시)들을 포함한다.
상기 액정층(300)은 상기 제1 기판(100) 및 제2 기판(200)의 사이에 개재된다. 상기 액정층(300)은 상기 화소전극(160)에 상기 구동전압이 인가되고, 상기 공통 전극(240)에 상기 공통전압이 인가되면, 상기 화소전극(160) 및 공통 전극(240)의 사이에 형성된 전기장에 의하여 재배열된다. 재배열된 상기 액정층(300)은 상기 표시패널의 상부 또는 하부에서 발생된 광의 광 투과율을 조절하고, 광 투과율이 조절된 광은 상기 컬러필터(230)를 통과함으로써 영상을 표시한다.
도 2에서는 도시된 상기 표시패널은 PVA(Patterned Vertical Alignment) 모드를 일례로 설명하였으나, 이와 다르게 TN(Twisted Nematic) 모드, MVA(Multi-domain Vertical Alignment) 모드, IPS(In-Plane Switching) 모드 등일 수 있다.
도 4는 도 1의 표시패널 중 화소전극 및 쉴드배선을 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 'A'부분을 확대해서 도시한 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 쉴드배선(170)은 상기 보호층(150) 상에 형성되며, 제1 쉴드부(172), 제2 쉴드부(174) 및 쉴드 보강부(176)를 포함한다.
상기 제1 쉴드부(172)는 상기 데이터 배선(DL)들 상부에 상기 제2 방향으로 복수개가 배치되며, 바람직하게는 상기 데이터 배선(DL)들을 덮도록 상기 데이터 배선(DL)들의 폭보다 큰 폭을 갖는 것이 바람직하다.
상기 제2 쉴드부(174)는 상기 게이트 배선(GL)들 상부에 배치되며, 상기 제1 쉴드부(172)가 교차되도록 상기 제2 방향과 수직한 제1 방향으로 복수개가 배치된다. 일반적으로 상기 제2 쉴드부(172)는 상기 제1 쉴드부(172)보다 얇은 폭을 갖는 것이 바람직하다.
상기 쉴드 보강부(176)는 상기 제1 및 제2 쉴드부(172, 174)가 교차되는 곳을 보강하여 마스크에 의해 패터닝될 때, 상기 교차되는 곳이 단선되는 것을 방지한다. 상기 쉴드 보강부(176)는 상기 제1 및 제2 쉴드부(172, 174)의 폭보다 상기 교차되는 곳이 보다 두꺼운 폭을 갖도록 보강한다. 이와 같이, 상기 쉴드 보강부(176)는 상기 교차되는 곳이 보다 두꺼운 폭을 갖도록 보강함에 따라, 상기 마스크에 의해 패터닝될 때 상기 쉴드배선(170)이 단선되는 것을 방지할 수 있다.
상기 쉴드 보강부(176)는 삼각형 형상을 갖으며, 상기 교차되는 곳의 각 모서리에 형성된다. 이와 다르게, 상기 상기 쉴드 보강부(176)는 라운드지도록 상기 교차되는 곳의 모서리를 보강할 수 있다.
상기 화소전극(160)은 상기 쉴드배선(170)과 단락되는 것을 방지하기 위한 쇼트 방지부(164)를 더 포함한다. 즉, 상기 쇼트 방지부(164)는 상기 화소전극(160)을 상기 쉴드배선(170)으로부터 소정거리 이격시킴으로써, 상기 화소전극(160)이 상기 쉴드배선(170)과 단락되는 것을 방지할 수 있다.
상기 쇼트 방지부(164)는 상기 쉴드 보강부(176)와 대응되는 위치에 형성되며, 예를 들어 직사각형 형상을 갖는 상기 화소전극(160)의 각 모진 곳을 제거함으로써 형성된다.
본 실시예에 따르면, 상기 쉴드배선(170) 중 교차되는 부분에 상기 쉴드 보강부(176)가 형성됨에 따라, 상기 마스크에 의해 패터닝하여 상기 쉴드배선(170)을 형성할 때 단선되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널에 의하면 우선, 쉴드배선의 교차되는 부분을 쉴드 보강부를 통해 보강하여, 마스크에 의한 패터닝시 쉴드배선이 단선되는 것을 방지함으로써 빛샘 현상을 방지할 수 있고, 그 결과 표시패널의 표시품질을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 쉴드 보강부의 대응되는 위치에 화소전극의 모진 부분이 제거시킨 쇼트 방지부를 형성함으로써, 쉴드배선과 화소전극이 서로 단락되는 것을 방지하여 표시패널의 표시품질을 보다 향상시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상 의 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 (7)

  1. 서로 인접하는 데이터 배선들 및 서로 인접하는 게이트 배선들에 의해 정의된 화소영역에 형성된 스위칭 소자;
    상기 화소영역에 형성되고, 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소전극; 및
    상기 화소전극과 동일층에 형성되면서 상기 데이터 배선들 및 게이트 배선들을 커버하고, 상기 데이터 배선 및 게이트 배선이 교차하는 영역에 대응하여 확장된 사이즈를 갖도록 형성된 쉴드배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 쉴드배선은
    상기 데이터 배선들의 상부에 배치된 제1 쉴드부;
    상기 제1 쉴드부와 교차되도록 상기 게이트 배선들의 상부에 배치된 제2 쉴드부; 및
    상기 제1 및 제2 쉴드부의 교차지점의 외각을 보강하는 쉴드 보강부를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  3. 제2항에 있어서, 상기 쉴드 보강부은 삼각형 형상을 갖으며 상기 교차지점의 외각을 보강하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  4. 제2항에 있어서, 상기 쉴드 보강부은 상기 교차지점의 외각을 라운드 형상을 갖으며 보강하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 화소전극은 상기 쉴드배선과 소정의 거리로 이격되도록 상기 쉴드배선의 보강된 부분에 대응하여 형성된 쇼트 방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  6. 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소전극과, 상기 화소전극과 동시에 형성되고, 교차되는 부분을 보강한 쉴드배선을 갖는 제1 기판;
    상기 제1 기판과 대향하여 배치된 제2 기판; 및
    상기 제1 및 제2 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 기판은
    서로 인접하는 데이터 배선들 및 서로 인접하는 게이트 배선들에 의해 정의된 화소영역에 형성된 스위칭 소자;
    상기 화소영역에 형성되고, 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소전극; 및
    상기 화소전극과 동일층에 형성되면서 상기 데이터 배선들 및 게이트 배선들을 커버하고, 상기 데이터 배선 및 게이트 배선이 교차하는 영역에 대응하여 확장 된 사이즈를 갖도록 형성된 쉴드배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
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