KR20070082146A - 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판 - Google Patents

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KR20070082146A
KR20070082146A KR1020060014575A KR20060014575A KR20070082146A KR 20070082146 A KR20070082146 A KR 20070082146A KR 1020060014575 A KR1020060014575 A KR 1020060014575A KR 20060014575 A KR20060014575 A KR 20060014575A KR 20070082146 A KR20070082146 A KR 20070082146A
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기동현
이원희
나병선
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판에 관한 것이다.
스위칭 소자를 각각 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판은, 상기 박막 트랜지스터 표시판은 표시 영역과 주변 영역을 포함하고, 상기 표시 영역에는 상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 게이트선 및 데이터선이 배치되어 있고, 상기 주변 영역에는 상기 스위칭 소자와 동일한 구조를 갖는 시험용 스위칭 소자군이 배치되어 있다.
이와 같이, 화소의 스위칭 소자와 동일한 구조를 갖는 스위칭 소자군을 주변 영역에 배치하여 시험을 행함으로써 시험의 정확도를 높일 수 있고, 접촉 저항으로 인한 영향을 파악할 수 있다.
액정표시장치, 표시판, 시험, 연결선, 접촉저항, 데이터선, 게이트선

Description

액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판 {THIN FILM TRANSISTOR ARRAY PANEL FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명함으로써 본 발명을 분명하게 하고자 한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.
도 4는 도 3의 박막 트랜지스터 표시판을 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 개략적인 배치도이다.
도 6은 도 5에 도시한 시험용 스위칭 소자군의 개략적인 배치도이다.
도 7은 도 6에 도시한 시험용 스위칭 소자군의 일부를 확대한 도면이다.
<도면 부호에 대한 설명>
3: 액정층 81, 82: 접촉 보조 부재
100: 하부 표시판
121: 게이트선 124: 게이트 전극
131: 유지전극선 140: 게이트 절연막
151: 반도체 161: 저항성 접촉 부재
171: 데이터선 180: 보호막
191: 화소 전극 200: 상부 표시판
230: 색 필터 270: 공통 전극
300: 액정 표시판 조립체 400: 게이트 구동부
500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부
800: 계조 전압 생성부
R,G,B: 입력 영상 데이터 DE: 데이터 인에이블 신호
MCLK: 메인 클록 Hsync: 수평 동기 신호
Vsync: 수직 동기 신호 CONT1: 게이트 제어 신호
CONT2: 데이터 제어 신호 DAT: 디지털 영상 신호
Clc: 액정 축전기 Cst: 유지 축전기
Q: 스위칭 소자 TRG: 시험용 스위칭 소자군
본 발명은 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판에 관한 것이다.
일반적인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 화소 전극과 공통 전극이 각각 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 화소 전극은 행렬의 형태로 배열되어 있고 박막 트랜지스터(TFT) 등 스위칭 소자에 연결되어 한 행씩 차례로 데이터 전압을 인가 받는다. 공통 전극은 표시판의 전면에 걸쳐 형성되어 있으며 공통 전압을 인가 받는다. 화소 전극과 공통 전극 및 그 사이의 액정층은 회로적으로 볼 때 액정 축전기를 이루며, 액정 축전기는 이에 연결된 스위칭 소자와 함께 화소를 이루는 기본 단위가 된다. 이러한 액정 표시 장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.
이때, 스위칭 소자인 박막 트랜지스터의 전압 전류 특성은 여러 구동 특성과 불량 발생시 기초 자료를 제공하므로 이를 정확하게 측정하는 것이 중요하다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 박막 트랜지스터의 전압 전류 특성을 더욱 측정하게 측정할 수 있는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판을 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따라 스위칭 소자를 각각 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판은, 상기 박막 트랜지스터 표시판은 표시 영역과 주변 영역을 포함하고, 상기 표시 영역에는 상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 게이트선 및 데이터선이 배치되어 있고, 상기 주변 영역 에는 상기 스위칭 소자와 동일한 구조를 갖는 시험용 스위칭 소자군이 배치되어 있다.
이때, 상기 시험용 스위칭 소자군은 제1 내지 제3 연결선을 통하여 제1 내지 제3 시험 패드에 연결되어 있을 수 있다.
한편, 상기 표시 영역 및 주변 영역의 스위칭 소자는, 상기 게이트선에 연결되어 있는 게이트 전극, 상기 데이터선에 연결되어 있는 소스 전극, 상기 소스 전극을 향해 뻗은 드레인 전극, 그리고 접촉 구멍을 통하여 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 화소 전극을 포함한다.
이때, 상기 제1 연결선은 상기 화소 전극을 연결하고, 상기 제2 연결선은 상기 게이트선을 연결하며, 상기 제3 연결선은 상기 데이터선을 연결할 수 있다.
또한, 상기 시험용 스위칭 소자군은 적어도 10개의 스위칭 소자를 포함할 수 있다.
특히, 상기 제1 시험 패드는 상기 제1 연결선을 확장한 끝 부분에 해당할 수 있다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이와 연결된 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1-Dm) 은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2, , n) 게이트선(Gi)과 j번째(j=1, 2, , m) 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX)는 신호선(Gi Dj)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(Gi)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(Dj)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다.
액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)와 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.
액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개 로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(191)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 두 벌의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn)과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 신 호로서 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 신호를 선택한다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다.
이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800)가 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행[묶음]의 화소(PX)에 대한 영상 데이터의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 데이터 신호를 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 신호의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 신호의 전압 극성"을 줄여 "데이터 신호의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.
신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행[묶음]의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디 지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 신호로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 신호가 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.
화소(PX)에 인가된 데이터 신호의 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(Clc)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판 조립체(300)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.
1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소(PX)에 데이터 신호를 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.
한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 신호의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 신호의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 신호의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전).
이제 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 4는 도 3의 박막 트랜지스터 표시판을 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 개략적인 배치도이고, 도 6은 도 5에 도시한 시험용 스위칭 소자군의 개략적인 배치도이며, 도 7은 도 6에 도시한 시험용 스위칭 소자군의 일부를 확대한 도면이다.
절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121) 및 복수의 유지 전극선(131)이 형성되어 있다. 게이트선(121)과 유지 전극선(131)은 서로 분리되어 있으며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다.
각 게이트선(121)은 위로 돌출하여 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)을 이루는 복수의 부분과 다른 층 또는 외부 장치와의 접속을 위하여 면적이 넓은 확장된 끝 부분(129)을 포함한다.
게이트선(121)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 또는 탄탈륨(Ta) 따위로 이루어질 수 있다. 게이트선(121)은 물리적 성질이 다른 두 개의 막을 포함하는 다층막 구조를 가질 수 있다. 이들 막 중 하나는 게 이트선(121)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열의 금속으로 이루어진다. 이와는 달리, 다른 하나의 막은 다른 물질, 특히 IZO(indium zinc oxide) 또는 ITO(indium tin oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 크롬, 몰리브덴, 몰리브덴 합금[보기: 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금], 탄탈륨 및 티타늄 등으로 이루어진다. 하부막과 상부막의 조합의 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막 및 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 상부막을 들 수 있다.
게이트선(121)의 측면은 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30-80°이다.
게이트선(121) 위에는 질화규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 상부에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 등으로 이루어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 나온 복수의 돌출부(projection)(154)를 포함한다.
반도체(151)의 상부에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165)가 형성되어 있다. 선형 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163)와 섬형 접촉 부재(165)는 쌍을 이루어 반도체(151)의 돌출부(154) 위에 위치한다.
반도체(151)와 저항성 접촉 부재(161, 165)의 측면 역시 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30-80°이다.
저항 접촉 부재(161, 165) 위에는 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차하며 데이터 전압(data voltage)을 전달한다. 각 데이터선(171)은 다른 층 또는 외부 장치와의 접속을 위하여 면적이 넓은 확장부(179)를 가지고 있다.
각 데이터선(171)에서 드레인 전극(175)을 향하여 뻗은 복수의 가지가 소스 전극(source electrode)(173)을 이룬다. 드레인 전극(175) 각각은 게이트 전극(124) 위에 위치하며 소스 전극(173)으로 일부분 둘러싸인 한 쪽의 선형 끝 부분과 다른 층과의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(177)을 포함한다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(151)의 돌출부(154)와 함께 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT), 즉 도 2에 도시한 스위칭 소자(Q)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 돌출부(154)에 형성된다.
데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 크롬, 몰리브덴 합금, 티타늄 또는 탄탈륨 따위의 내화성 금속(refractory metal)으로 이루어질 수 있다. 그러나 이들 또한 저저항막과 접촉성막을 포함할 수 있다.
데이터선(171) 및 드레인 전극(175)도 게이트선(121)과 마찬가지로 그 측면이 약 30-80°의 각도로 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있다.
저항성 접촉 부재(161, 165)는 그 하부의 반도체(151)와 그 상부의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다. 또한, 선형 반도체(151)는 데이터선(171)보다 넓은 폭을 갖는다.
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체(151) 부분의 위에는 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질, 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질, 또는 무기 물질인 질화규소 따위로 이루어진 보호막(180)이 형성되어 있다.
보호막(180)에는 드레인 전극(175)의 확장부(177) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(187, 182)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(140)과 함께 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 IZO 또는 ITO로 이루어진 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다.
화소 전극(191)은 접촉 구멍(187)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적·전기적으로 연결되어 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
앞서 설명한 것처럼, 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 공통 전압을 인가 받는 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 표시판(100, 200) 사이의 액정층(3)의 액정 분자들을 재배열시킨다.
화소 전극(191)은 또한 이웃하는 게이트선(121) 및 데이터선(171)과 중첩되어 개구율(aperture ratio)을 높일 수 있다.
접촉 보조 부재(81, 82)는 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선의 끝 부분(129) 및 데이터선의 끝 부분(179)과 각각 연결된다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121) 및 데이터선(171)의 각 끝 부분(129, 179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호하는 역할을 한다.
화소 전극(191)의 재료로 ITO 또는 투명한 도전성 폴리머(polymer) 등을 사용할 수 있으며, 반사형(reflective) 액정 표시 장치의 경우 불투명한 반사성 금속을 사용하여도 무방하다. 이때, 접촉 보조 부재(81, 82)는 화소 전극(191)과 다른 물질, 특히 IZO 또는 ITO로 만들어질 수 있다.
한편, 도 5 내지 도 7을 보면, 앞서 설명한 게이트선(121), 데이터선(171) 등은 대부분의 표시 영역(DA)에 형성되어 있으며, 그 주변의 주변 영역(PA)에는 끝 부분(129, 179)과 시험용 패턴(101) 등이 형성되어 있다.
이 시험용 패턴(101)은 스위칭 소자군(TRG)과 이에 연결되어 있는 시험용 패드군(TPG)을 포함한다. 스위칭 소자군(TRG)의 각 스위칭 소자(TR)는 표시 영역(DA)에 형성되어 있는 스위칭 소자(Q)와 동일한 구조를 갖는다.
이때, 화소 전극(191)은 화소 전극 연결선(PL)을 통하여 시험 패드(TP1)에 연결되어 있고, 게이트선(121)은 게이트 연결선(GL)을 통하여 시험 패드(TP2)에 연결되어 있으며, 데이터선(171)은 데이터 연결선(DL)을 통하여 시험 패드(TP3)에 연결되어 있다.
또한, 시험 패드(TP2, TP3)에는 게이트선(121) 및 데이터선(171)의 끝 부분(129, 179)과 동일하게 각각 접촉 구멍(CH)과 접촉 보조 부재(CA)가 형성되어 있다. 다만, 시험 패드(TP1)의 경우에는 화소 전극 연결선(PL)과 동일한 물질로 이루어져 있으며 시험 패드(TP1) 자체가 접촉 부재의 역할을 하여 외부 회로와의 접촉을 좋게 하기 위하여 확장되어 있다. 즉, 시험 패드(TP1)는 화소 전극 연결선(PL)의 끝 부분을 확장한 것이다.
이러한 시험은 스위칭 소자(Q)의 동작과 동일하게 시험 패드(TP2, TP3)를 통하여 각각 게이트 전압과 데이터 전압에 해당하는 소정 전압을 스위칭 소자(TR)에 인가하고, 시험 패드(TP1)를 통하여 출력을 측정하여 이루어진다. 이와 같이 출력을 측정하면 접촉 구멍(187)과 화소 전극(191) 사이의 접촉 저항을 측정할 수 있으며, 이 접촉 저항이 스위칭 소자(Q)의 동작 특성에 미치는 영향도 분석할 수 있다. 즉, 종래에는 드레인 전극(175)을 통하여 곧바로 출력을 측정하여 접촉 저항의 영향을 파악할 수 없었지만, 본 발명의 실시예에 따르면 드레인 전극(175)과 접촉 구멍(187)을 통하여 연결되는 화소 전극(191)의 출력을 측정함으로써 이러한 접촉 저항의 측정이 가능하다.
또한, 도시한 바와 같이, 시험용 스위칭 소자군(TRG)은 적어도 10개의 트랜지스터(TR)를 포함하여 측정값을 스위칭 소자(TR)의 수효만큼 나누어 평균값을 얻는다. 이렇게 하면, 노이즈와 같은 주변 환경에 의한 오류를 최소화하여 더욱 정확한 결과를 얻을 수 있다.
이와 같이, 화소의 스위칭 소자(Q)와 동일한 구조를 갖는 스위칭 소자군(TRG)을 주변 영역(PA)에 배치하여 시험을 행함으로써 시험의 정확도를 높일 수 있고, 접촉 저항으로 인한 영향을 파악할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (6)

  1. 스위칭 소자를 각각 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판으로서,
    상기 박막 트랜지스터 표시판은 표시 영역과 주변 영역을 포함하고,
    상기 표시 영역에는 상기 스위칭 소자에 연결되어 있는 게이트선 및 데이터선이 배치되어 있고,
    상기 주변 영역에는 상기 스위칭 소자와 동일한 구조를 갖는 시험용 스위칭 소자군이 배치되어 있는
    박막 트랜지스터 표시판.
  2. 제1항에서,
    상기 시험용 스위칭 소자군은 제1 내지 제3 연결선을 통하여 제1 내지 제3 시험 패드에 연결되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  3. 제2항에서,
    상기 표시 영역 및 주변 영역의 스위칭 소자는
    상기 게이트선에 연결되어 있는 게이트 전극,
    상기 데이터선에 연결되어 있는 소스 전극,
    상기 소스 전극을 향해 뻗은 드레인 전극, 그리고
    접촉 구멍을 통하여 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 화소 전극
    을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 연결선은 상기 화소 전극을 연결하고, 상기 제2 연결선은 상기 게이트선을 연결하며, 상기 제3 연결선은 상기 데이터선을 연결하는 박막 트랜지스터 표시판.
  5. 제4항에서,
    상기 시험용 스위칭 소자군은 적어도 10개의 스위칭 소자를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 시험 패드는 상기 제1 연결선을 확장한 끝 부분에 해당하는 박막 트랜지스터 표시판.
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